Поглотители пиковых напряжений нагрузок рассеивание за счет проскальзывания

1.

Поглотители пиковых напряжений нагрузок рассеивание за счет проскальзывания Для Петербуржского Дневника
Вечернего Петербурга и муниципальной газеты Озеро Долгое Главный редактор В Д Бенеманский пр Испытателей 31
к 1 контактный тел редакции 301-05-01
Уздин Александр Михайлович, Егорова Ольга Александровна, Коваленко Александр Иванович,
Коваленко Елена Ивановна , Елисеев Владислав Кириллович, Елисеева Яна Кирилловна, Богданова
Ирина Александровна изобрели поглотитель рассеиватель пиковых напряжений, нагрузок с
проскальзыванием (ППНН) для аварийного, пролетного строения металлических
железнодорожных мостов с ездой понизу на безбалластных плитах мостового полотна
пролетами 33 -110 метров , для повышения грузоподъемности мостовых сооружений в два раза
без остановки движения поездов согласно изобретению "Способ усиления основания пролетного
строения мостового сооружения с использованием подвижных треугольных балочных ферм имени
В.В.Путина" MПK E 01 D 2106 № 2024106154 вх 013574 дата поступления 05.03.2024 и "Способ
имени Уздина А М. шпренгельного усиления пролетного строения мостового сооружения с
использованием треугольных балочных ферм для сейсмоопасных районов " МПК E 01 D 22/00
https://t.me/resistance_test (812) 694-78-10

2.

Петербургские ученые Александр Михаил Уздин , Ольга Александровна Егорова , Александр
Иванович Коваленко, Богданова Ирина Александровна, Елисеев Владик Кириллович, Елисеева Яна
Кирилловна, Коваленко Елена Ивановна изобрели поглотитель пиковый нагрузок для повышение
грузоподъемности мостовых сооружений ( патент № 165076, 2010136746 ).. Ученые, изобрели
скрипучее проскальзывание во фланцевых фрикционно- подвижных соединениях старх мостовых
сооружений , за счет овальных проф дтн ПГУПС А.М.Уздина отверстиях и поглощение и
демпфирования за счет медной обожженной гильзы или использования тросовой гильзы без
оплетки, обмотанная на высокопрочных болтах ( смотри изобретение № 165076 RU E 04H 9/02
«Опора сейсмостойкая», опубликовано 10.10.16, Бюл. № 28 , изобретения "Способ защиты зданий и
сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений,
использующие систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения
взрывной и сейсмической энергии" № 2010136746 , опубликовано 20.01.2013, ) заявки на
изобретение № 20181229421/20 (47400) от 10.08.2018 "Опора сейсмоизолирующая "гармошка",
заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 "Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов" F 16L 23/02 , заявки на изобретение №
2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 "Опора сейсмоизолирующая маятниковая" E04 H 9/02,
"Виброизолирующая опора» E04 Н 9 /02 номер заявка а 20190028, заявка на изобретение
«Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора» . Все изобретения направлены в ФИПС
Роспатент, на которые оформляются патенты . Однако, изобретенные в СССР, изобретения
А.М.Уздина , внедрены японскими, китайскими и американскими компаниями в 2005 US , 892 410
В2 Май 17, 2005 REINFORCEMENT STRUCTURE OF TRUSS BRIDGE OR ARCH BRIDGE

3.

Условно говоря при для повышения грузоподъемности изношенного аварийного мостового
сооружения , происходить, равномерное рассеивание пиковых ускорений или проскальзывания по
овальным отверстиям с демпфирующей обожженной медной или тросовой гильзой за счет
поглощения сдвиговой энергии, за счет многокаскадного демпфирования, согласно изобретений
проф Уздина А М №№ 1143895, 1168755, 117466 за счет сухого трения, и поглощение и
распределение всей нагрузки по ферме-балке пролетного строения мостового сооружения ,
происходит за счет использования скрипучего, упругоплатичного шарнира , для равномерного
перераспределения при больших нагрузка, что экономит строительные метриал до 50 процентов (
патент № 2278190, 1622494, 1491936, ) с использованием демпфера, в виде фрикци-болта для
энергопоглощающего устройство дорожного ограждения, предохронительный дорожных барьеров
(патент № 1622494)
Если подходить к делу более практично, то изобретение энергопоглощающего устройства пиковых
поглощений (Опора сейсмостойкая №165076 ) может обеспечит безопасность эксплуатации
железнодорожного или автомобильного моста и спасти жизнь пассажирам, рейсовых автобусов,
если перегружены вагоны или лесовоз

4.

В основе нового поглатителя пиковых нагрузок (ППН) заложен принцип, который на научном
языке называется «рассеивание» или «поглощение» критической нагрузки на изношенные
мостовые сооружения , за счет упругопалтичного шарнира и демпфирующего трения,
проскальзывания с частичным демпфированием фрикционно-подвижного фланцевого соединения
(ФФПС)
Если говорить проще, в результате смятие пластического обожженной медной или тросовой
гильзы (шарнира) и демпфирующего трения, происходит поглощение и распределение с
проскальзыванием
Этот принцип ученые придумали несколько десятилетий назад Японии, США, Новой Зеландии,
Китае, Тайване. Но разработки были очень сложными и дорогими, приходилось использовать
разные ослабления , гасителями ударной взрывной нагрузки при землеирясении в сейсмооасных
районах Нефтегорск, землетрясение 1995 погибло более 2 тыс нефтяников , — говорит Александр
Коваленко . — Поэтому их никто не использовал для мостовых сооружений, автомобильных мостов,
путепроводов . Я соединил «рассеивание» и поглощение взрывной и ударной энергии, объединил
демпфирование, рассеивание, трения и разработал чертежи , альбомы каталожные листы,
сертификаты, пояснительные записки Над энергопоглатителем пиковых поглощений и рассеивания
равномерное по неразрезной фермы-балки с полшими перемещениями и приспособляемости ,
рассеивания , благодаря , упругопластичнм шарниром проф дтн ПГУПС А.М.Уздина , для
повышение грузоподъемности мостовых сооружений Коваленко, Уздин, Егорова, колдовали 20 лет,
но наш компаньоны из Японии, КНР, США, Канады, Новой Зеландии, Армении, Италии .
В результате разработан рассеивание нагрузки, напряжений ( патент № 2312947, 1612494, 1491936,
2278199, 1491936) , который спасает жизнь пассажирам, водителям, железнодорожникам и для
военной техники , благодаря повышению грузоподъемности с 40 тонн до 90 тонн, что бы могла
проехать тяжелая военная техника, танки, самоходные оружие и транспортировка боеприпасов Для
Фронта Для Победы
Новая конструкция рассеивания напряжений, нагрузки , поглотителей НАПРЯЖЕНИЙ
(рассеиватели) защищена несколькими патентами, и буквально на днях пришло еще одно
положительное решение из Белоруссии.
Изобретения бывают двух родов: одни повышают грузоподъемность мостов, , другие — доводят
до совершенства уже известное с большими перемещениями и приспособляемостью
Прилагаем формулу изобретения № 2010136746 , опубликовано 20.01.2013 «Способ защиты зданий
и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений,

5.

использующие систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения
взрывной и сейсмической энергии"
1. Способ защиты здания от разрушений при взрыве или землетрясении, включающий выполнение проема/проемов рассчитанной площади для
снижения до допустимой величины взрывного давления, возникающего во взрывоопасных помещениях при аварийных внутренних взрывах,
отличающийся тем, что в объеме каждого проема организуют зону, представленную в виде одной или нескольких полостей, ограниченных
эластичным огнестойким материалом и установленных на легкосбрасываемых фрикционных соединениях при избыточном давлении воздухом
и землетрясении, при этом обеспечивают плотную посадку полости/полостей во всем объеме проема, а в момент взрыва и землетрясения под
действием взрывного давления обеспечивают изгибающий момент полости/полостей и осуществляют их выброс из проема и соскальзывают с
болтового соединения за счет ослабленной подпиленной гайки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что «сэндвич»-панели, щитовые панели смонтированы на высокоподатливых с высокой степенью
подвижности фрикционных, скользящих соединениях с сухим трением с включением в работу фрикционных гибких стальных затяжек
диафрагм жесткости, состоящих из стальных регулируемых натяжений затяжек сухим трением и повышенной подвижности, позволяющие
перемещаться перекрытиям и «сэндвич»-панелям в горизонтали в районе перекрытия 115 мм, т.е. до 12 см, по максимальному отклонению от
вертикали 65 мм, т.е. до 7 см (подъем пятки на уровне фундамента), не подвергая разрушению и обрушению конструкции при аварийных
взрывах и сильных землетрясениях.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что каждая «сэндвич»-панель крепится на сдвигоустойчивых соединениях со свинцовой, медной или
зубчатой шайбой, которая распределяет одинаковое напряжение на все четыре-восемь гаек и способствует одновременному поглощению
сейсмической и взрывной энергии, не позволяя разрушиться основным несущим конструкциям здания, уменьшая вес здания и амплитуду
колебания здания.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что за счет новой конструкции сдвигоустойчивого податливого соединения на шарнирных узлах и
гибких диафрагмах «сэндвич»-панели могут монтироваться как самонесущие без стального каркаса для малоэтажных зданий и сооружений.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что система демпфирования и фрикционности и поглощения сейсмической энергии может определить
величину горизонтального и вертикального перемещения «сэндвич»-панели и определить ее несущую способность при землетрясении или
взрыве прямо на строительной площадке, пригрузив «сэндвич»-панель и создавая расчетное перемещение по вертикали лебедкой с
испытанием на сдвиг и перемещение до землетрясения и аварийного взрыва прямо при монтаже здания и сооружения.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что расчетные опасные перемещения определяются, проверяются и затем испытываются на программном
комплексе ВК SCAD 7/31 r5, ABAQUS 6.9, MONOMAX 4.2, ANSYS, PLAKSIS, STARK ES 2006, SoliddWorks 2008, Ing+2006, FondationPL 3d,
SivilFem 10, STAAD.Pro, а затем на испытательном при объектном строительном полигоне прямо на строительной площадке испытываются
фрагменты и узлы, и проверяются экспериментальным путем допустимые расчетные перемещения строительных конструкций (стеновых
«сэндвич»-панелей, щитовых деревянных панелей, колонн, перекрытий, перегородок) на возможные при аварийном взрыве и при
землетрясении более 9 баллов перемещение по методике разработанной испытательным центром ОО «Сейсмофонд» - «Защита и безопасность
городов».
Более подробно об поглотителе для рассеивания пиковых напряжений (нагрузки от танка) и
пиковых поглощений со скрипом по овальным отверстиям и с медной обожженной гильзой или
тросовой гильзы без оплетки, с высокой степени рассеивания пиковых нагрузок на
железнодорожный мост, что экономит до 50 процентом строительных материалов и повышает
грузоподъемность моста без остановки поездов и автомашин в два раза , поэтом японские ,
китайские, американские, канадские компаньоны заинтересовались, изучили, уворовали и
внедрили изобретения проф дтн А.М.Уздина в странах блока НАТО, и это очень печально и
обидно !
1. Журнал «Сельское строительство» № 9/95 стр.30 «Отвести опасность», А.И.Коваленко
2. Журнал «Жилищное строительство» № 4/95 стр.18 «Использование сейсмоизолирующего пояса для существующих зданий»,
А.И.Коваленко
3. Журнал «Жилищное строительство» № 9/95 стр.13 «Сейсмоизоляция малоэтажных жилых зданий»,
4. Журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 4/95 стр. 24-25 «Сейсмоизоляция малоэтажных зданий»,
5. Российская газета от 26.07.95 стр.3 «Секреты сейсмостойкости». А.И.Коваленко.
6. Российская газета от 11.06.95 «Землетрясение: предсказание на завтра», А.И.Коваленко
8. Газета «Грозненский рабочий» № 5 февраль 1996 «Честь мундира или сэкономленные миллиарды»,
9. «Голос Чеченской Республики» 1 февраль 1996 «Башни и баллы» А.И.Коваленко.
10. Республика ЧР № 7 август 1995 «Удар невиданной звезды или через четыре года». А.И.Коваленко
11. Газета «Земля России» за октябрь 1998 стр. 3 «Уникальные технологии возведения фундаментов без заглубления – дом на грунте.

6.

Строительство на пучинистых и просадочных грунтах»
12. Газета «Земля России» № 2 ( 26 ) стр. 2-3 « Предложение ученых общественной организации инженеров «Сейсмофонд» –
Фонда
«Защита и безопасность городов» в области реформы ЖКХ.
13. Журнал «Жизнь и безопасность « № 3/96 стр. 290-294 «Землетрясение по графику» Ждут ли через четыре года планету
«Земля
глобальные и разрушительные потрясения «звездотрясения» А.И.Коваленко, Е.И.Коваленко.
14. Журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 11/95 стр. 25 «Датчик регистрации электромагнитных
волн,
предупреждающий о землетрясении - гарантия сохранения вашей жизни!» и другие зарубежные научные издания и
журналах за 19942004 гг. А.И.Коваленко и др. изданиях С брошюрой «Как построить сейсмостойкий дом с учетом народного опыта сейсмостойкого
строительства горцами Северного
Кавказа сторожевых башен» с.79 г. Грозный –1996. А.И.Коваленко в ГПБ им Ленина г. Москва и
РНБ СПб пл. Островского, д.3 .
15. Патент на полезную модель № 165 076 " Опора сейсмостойкая" 10.10.2016 Б.л 28
16. Патент на полезную модель № 154506 "Панель противовзрывная" 27.08.2015 бюл № 28
17.Изобретение № 1760020 "Сейсмостойкий фундамент" 07.09.1992
18. Изобретение № 1011847 "Башня" 30.08.1982
19. Изобретение № 1038457 "Сферический резервуар" 30.08.1982
20. Изобретение № 1395500 "Способ изготовления ячеистобетонных изделий на пористых заполнителях" 15.05.1988
8. Изобретение № 998300 "Захватное устройство для колонн" 23.02.1983
21. Захватное устройство сэндвич-панелей № 24717800 опуб 05 05.2011
22. Стена и способ ее возведения № 1728414 опул 19.06.1989
23. Заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка».
Используется Японии.
12. 24.Заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционноподвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 ,
13. 25.Заявка на изобретение № 2016119967/20 ( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04
H 9/02.
Материалы хранятся на Кафедре металлических и деревянных конструкций 190005, СанктПетербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4, СПб ГАСУ у заведующий кафедрой металлических и
деревянных конструкций , дтн проф ЧЕРНЫХ Александр Григорьевич строительный факультет
т/ф (812) 694-78-10, (921) 962-67-78, ( 996) 785-62-76, (911) 175-84-65 https://t.me/resistance_test
[email protected] [email protected] [email protected]
[email protected] [email protected]
Reinforcement structure of truss bridge or arch bridge Abstract

7.

Through co-action between auxiliary triangular structural frames which are each constructed at opposite ends of a truss girder or arch girder and a cable stretched between the auxiliary triangular structural frames, an upward directing force is exerted to the truss girder or arch girder, thereby
effectively inducing a load resisting force. A reinforcement structure of a truss bridge or arch bridge is comprised of a truss girder (2) or arch girder a first and a second end of which are each provided with a main triangular structur al frame (6) which is further provided at an inner side thereof with
an auxiliary triangular structural frame (9), the auxiliary triangular structural frame (9) being joined at vertexes thereof with frame structural elements at the respective sides of the main triangular structural frame (6), a cable (10) extending in a longitudinal direction of the truss bridge being
stretched between a nearby part of the joined part at the vertex of the auxiliary triangular structural frame (9) on the side of the first end of the truss girder (2) or arch girder and a nearby part of the joined part at the corresponding vertex of the auxiliary triangular structural frame (9) on the side of
the second end of the truss girder (2) or arch girder, deflecting means (11) adapted to exert a downward directing force to the cable (10) being inserted between the cable (10) and a lower chord (3) of the truss girder (2) or arch girder so as to tension the cable (10), an upward directing force being
exerted to the lower chord (3) by a reacting force attributable to tension of the cable (10) through the deflecting means (11).
https://patents.google.com/patent/EP1396582A3/en
https://patentimages.storage.googleapis.com/e1/e4/ca/6e8587472b7402/EP1396582A3.pdf
Современные технологии и проектирование строительства и эксплуатации пролетных строений мостовых шпренгельных усилений с использованием треугольных балочных ферм для гидротехнических
сооружений ( с использованием изобретения "Решетчато пространственный узел покрытия (перекрытия ) из перекрестных ферм типа "Новокисловодск" № 153753, "Комбинированное пространственное
структурное покрытие" № 80471, и с использованием типовой документации серия 1.460.3-14 , с пролетами 18, 24, 30 метров, типа Молодечно" , чертежи КМ ГПИ "Ленпроектстальконструкция" и изобретений
проф дтн ПГУПС Уздина А М №№ 1143895, 1168755, 1174616, заместителя организации "Сейсмофонд" СПб ГАСУ ( ОГРН 1022000000824 , ИНН 2014000780 ) инж Коваленко А.И №№ 167076, 1760020, 2010136746
https://dzen.ru/a/ZdGhy06LEV_r7hCg
Творческий Союз изобретателей Профсоюз ветеранов боевых действий Боевое Братство организация Сейсмофонд СПб ГАСУ направляет д ля рассмотрения Минтранс Дорстрой МЧС АО Трансмост ОАО РЖД каталожные листы для рассмотрения на НТС НИОКР дать
положительное или отрицательное решения на изобретение " Способ имени Уздина А М шпренгельного усиления пролетного строения м остового сооружения с использованием треугольных балочных ферм для сейсмоопасных районов " МПК 01 D 22/00 В упор 30 лет
Минстранс Минстрой Дорстрой МЧС АО Трансмот не замечают 30 лет изобретения проф дтн ПГУПС Уздина А М изобретенные в СССР SU № 1143895, SU 1168755, SU 1174816 а внедренные для повышении грузоподъемности Японских железнодорожных мостов инженерами
Японии в 2005, и внедренные в Японии, КНР, США См US 6.892. 410 B2 [email protected] [email protected] [email protected] (996) 785-62-76 (812) 694-78-10
Отправлено: 8 марта 2024 года, 22:47 https://vk.com/wall792365847_2147
Спец Военный вестник Армия Защитников Отечества номер 2 от 16 марта 2024
Диссертация прямой упругоплатический расчет шпренгельного усиления пролетного строение мостового сооружения металлических железнод орожных мостов с ездой по низу на безбалластных плитах мостового полотна пролетами 33-110 метров , учетом больших
перемещений для сейсмоопасных районов .Пролетное строение пролетами 33-55 м.
Творческий Союз Изобретателей Профсоюз ветеранов боевых действий "Боевое Братство", направляет проектную документацию паспорт моста для Минтранса, Минстрой МЧС ОАО РЖД АО Трансмост со шпренгельным повышением грузоподъемности мостового сооружения
по Японскому изобретению JP 2002258898 E01D 22/00 Asahi Engineering Co Ltd Priority 04.09 2002 с использованием изобретений СССР Уздина А М №№ 1143895, 1168755, 1174616
Повышение грузоподъемности аварийных железнодорожных, автомобильных мостовых сооружений выполняется японцами с помощью шпренгельного усиления нижнего пояса фермы-балки , с взаимодействием раскосов фермы при создании усилий в ферме , которое
сопратевляется нагрузке и тем самым повышает грузоподъемность стальной фермы моста , без остановки движения поездов по скрипучему мосту с большими перемещениями и приспособляемости Изобретенные в СССР проф дтн ЛИИЖТ , а внедрено в Японии , КНР, США ,
а инженерные и железнодорожные войска не имеют на вооружении шпренгельной методики усиления или повышения грузоподъемности скрипучих мостовых сооружений Для Фронта Для Победы Дейст вия Минтраса Дормоста Минстроя ОАО "РЖД " подпадает под ст УК РФ
Халатность или Диверсия
Для научной конференции по проектированию мостов в 2024 году (BEI-2024) 22 - 25 июля 2024 г. 3801 Las Vegas Blvd S Лас-Вегас , Невада, США Доклад научное сообщение , сборник тезисов, организации Сейсмофонд СПбГАСУ для конференции Bridge Engineering Institute
(BAY), которая пройдѐт с 22 по 25 июля 2024 года в Лас-Вегасе, США. Это официальное мероприятие Института мостостроительной инженерии (Bridge Engineering Institute). Оно станет форумом для международных исследователей и практиков со всего мира» (812) 694-78-10
Bridge Engineering Conference in 2024 (BEI-2024) July 22 - July 25, 2024 3801 Las Vegas Blvd S Las Vegas , NV United States " ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА по повышению грузоподъемности пролетных строений мостового сооружения , выполненные по заявке на изобретение"
"Способ имени Уздина А. М. шпренгельного усиления пролетного строения мостового сооружения с использованием трехгранных балочных ферм , для сейсмоопасных районов" МПК E 04 D 22 /00, выполненные по заявке на изобретение" "Способ имени Уздина А. М.
шпренгельного усиления пролетного строения мостового сооружения с использованием трехгранных балочных ферм , для сейсмоопасных районов" МПК E 04 D 22 /00 https://t.me/resistance_test (921) 962-67-78, (921) 944-67-78, (996) 785-62-76, (911) 175-84-65
Спе Воен вест «Армия Защит Отечест" № 2 16.03.24
При Доклад, аннотация: "Прямой упругопластический расчет ПК SCAD строительных ферм с большими перемещениями на предельное равновесие и приспособляемость , для повышения грузоподъемности существующих пролетных строений и мостовых сооружений" ,
выполненные по заявке на изобретение" "Способ имени Уздина А. М. шпренгельного усиления пролетного строения мостового сооружения с использованием трехгранных балочных ферм , для сейсмоопасных районов" МПК E 04 D 22 /00 Организация "Сейсмофонд" ОГРН:
1022000000824 ИНН" 2014000780 т/ф (812) 694-78-10 т (911) 175-84-65, (921) 962-67-78 [email protected] [email protected] [email protected]
https://vk.com/wall792365847_2289
Адрес редакции газеты «Земля РОССИИ» 197371, СПб, а/я газета «Земля РОССИИ» инженер
- патентовед Елена Ивановна Коваленко
Reinforcement structure of truss bridge or arch
bridge
Images (14)
Classifications
E01D1/005 Bowstring bridges
View 2 more classifications

8.

US20040040100A1
United States
Download PDF Find Prior Art
Similar
Other languages
English
Inventor
Mitsuhiro Tokuno
Fumihiro Saito
Seio Takeshima
Yoshiaki Nakai
Current Assignee
Eco Japan Co Ltd
SE Corp
Asahi Engineering Co Ltd Fukuoka
Worldwide applications
2002 JP 2003 DE EP KR US CN
Application US10/653,173 events
2003-09-03
Application filed by Individual
2003-09-03
Assigned to ASAHI ENGINEERING CO., LTD., SE CORP, ECO JAPAN CO., LTD.
2004-03-04
Publication of US20040040100A1
2005-05-17
Application granted
2005-05-17
Publication of US6892410B2
https://patents.google.com/patent/US20040040100/no
https://patentimages.storage.googleapis.com/f1/54/14/a04bccf4c2327b/US20040040100A1.pdf
https://patents.google.com/patent/EP1396582A2/es
https://patentimages.storage.googleapis.com/a3/0b/99/68bda2d0c463eb/EP1396582A2.pdf

9.

10.

11.

СПОСОБ имени Уздина А М ШПРЕНГЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ
мостового сооружения с использованием треугольных балочных ферм для сейсмоопасных
районов МПК E 01 D 22 /00
https://t.me/resistance_test т/ф (812) 694-78-10, (921) 944-67-10, (911) 175-84-65, (996) 785-62-76
[email protected] [email protected] [email protected] СБЕР карта 2202 2006 4085 5233
Elena Kovalenko
USSR Sposob Uzdina iprengelnogo usileniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya ispolzovaniem
trekhgrannikh balochnix ferm
https://disk.yandex.ru/i/l55HLUI9FVUiLA
USSR Sposob Uzdina iprengelnogo usileniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya ispolzovaniem
trekhgrannikh balochnix ferm
https://ppt-online.org/1487442
https://mega.nz/file/NzcF2IJZ#ykAIHTiCPblSbBFYf2Sebetj6X8eIr7nbh3ImdfJKXk
USSR Sposob Uzdina iprengelnogo usileniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya
ispolzovaniem trekhgrannikh balochnix ferm.docx
USSR Sposob Uzdina iprengelnogo usileniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya
ispolzovaniem trekhgrannikh balochnix ferm.pdf
KNR Sposob usileniy osnovaniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya ispolzovaniem
trexgrannix ferm Putina 252.docx
KNR Sposob usileniy osnovaniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya ispolzovaniem
trexgrannix ferm Putina 252.pdf
Most imeni Putina Novokislovodsk poyasnitelnaya zapiska Sposob usileniy treygolnix balok-ferm
osnovanie opora 2 str.docx
Most imeni Putina Novokislovodsk poyasnitelnaya zapiska Sposob usileniy treygolnix balok-ferm
osnovanie opora 2 str.pdf
Most imeni Putina Novokislovodsk poyasnitelnaya zapiska Sposob usileniy treygolnix balok-ferm
osnovanie opora 2 str.docx
Most imeni Putina Novokislovodsk poyasnitelnaya zapiska Sposob usileniy treygolnix balok-ferm
osnovanie opora 2 str.pdf
Sposob usileniy osnovaniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya ispolzovaniem trexgrannix
ferm Putina155.docx
Sposob usileniy osnovaniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya ispolzovaniem trexgrannix
ferm Putina155.pdf
https://wdfiles.ru/ipsearch.html
GASU pochta Xodataystvo FIPS Oplata Rospatent Sposob usileniya mosta imeni Putina RU
20241000839 219 str.docx

12.

GASU pochta Xodataystvo FIPS Oplata Rospatent Sposob usileniya mosta imeni Putina RU
20241000839 219 str.pdf
Moct imeni Putina Otpravka pisma schastya ssilkami Xodotaystvo zayavlenie FIPS Rospatent
veterana boevox deystviy Kovalenko 703 str.docx
Moct imeni Putina Otpravka pisma schastya ssilkami Xodotaystvo zayavlenie FIPS Rospatent
veterana boevox deystviy Kovalenko 703 str.pdf
MOST imeni PUTINA zayavlenie hkodotaystvo fips rospatent neretinu oleg petrovbichu veterana
boevix deystviy kovalenko 71 str.docx
MOST imeni PUTINA zayavlenie hkodotaystvo fips rospatent neretinu oleg petrovbichu veterana
boevix deystviy kovalenko 71 str.pdf
Raschet SKAD nerazreznix stakmnix ferm-balok predelnoe ravnovesie povishenie gruzododemnosti
zheleznodorozhnix mostov 688 str.docx
Raschet SKAD nerazreznix stakmnix ferm-balok predelnoe ravnovesie povishenie gruzododemnosti
zheleznodorozhnix mostov 688 str.pdf
SPBGASU PGUPS Novokislovodsk SCAD Rascet usileniya proletnogo stroeniya mostovogo
sooruzheniya trexgrannix ferm-balok 501 str.docx
SPBGASU PGUPS Novokislovodsk SCAD Rascet usileniya proletnogo stroeniya mostovogo
sooruzheniya trexgrannix ferm-balok 501 str.pdf
https://wdfiles.ru/ipsearch.html?page=2
https://ibb.co/album/FmLwKM
ABSTRACT
Through co-action between auxiliary triangular structural frames, which are each constructed at opposite
ends ol a truss girder or arch girder, and a cable stretched between the auxiliary triangular structural frames,
an upwardly directed force is exerted to the truss girder or arch girder, thereby effectively inducing a load
resisting force. A reinforcement structure ol a truss bridge or arch bridge is comprised ol a truss girder or
arch girder, a first and a second end ol which are each provided with a main triangular structural frame. The
main triangular structural frame is provided at an inner side thereol with an auxiliary triangular structural
frame. The auxiliary triangular structural frame is joined at vertexes thereol with frame structural elements at
respective sides ol the main triangular structural frame. A cable extends in a longitudinal direction ol the
truss bridge, being stretched between a nearby part ol a joined part at one ol the vertexes ol the auxiliary
triangular structural frame on a side ol the first end ol the truss girder or arch girder and a nearby part ol a
joined part at a corresponding one ol the vertexes ol the auxiliary triangular structural frame on a side ol the
second end ol the truss girder or arch girder. Deflecting structure, adapted to exert a downwardly directed
force to the cable, is inserted between the cable and a lower chord ol the truss girder or arch girder so as to
tension the cable, and an upwardly directed force is exerted to the lower chord by a reaction force
attributable to tension ol the cable via the deflecting structure.
https://www.freepatentsonline.com/6892410.pdf
REINFORCEMENT STRUCTURE OF TRUSS BRIDGE OR ARCH BRIDGE
https://patents.google.com/patent/EP1396582B1/en

13.

Китайский опыт усиления основания пролетных строений мостовых сооружений с использованием
подвижных треугольных балочных ферм для сейсмоопасных районов КНР, Японии, Армении, РФ
Реферат Способ усиления основания пролетного строения мостового сооружения с использованием
подвижных треугольных балочных ферм для сейсмоопасных районов имени В.В.Путина» MПК E01
D 21/06
Устройство по усиления основания пролетного строения мостового сооружения с использованием
подвижных треугольных балочных ферм для бетонирования и укрепления опор мостового
сооружения, конструкций основания , таких как надземные автомобильные, железнодорожные
мосты усиление , укрепление основания мост, и мостовые конструкции, выполняются двух
ярусными надвижными сдвоенными , двух ярусными перевернутой буквой М из решетчато –
пространственных узлов покрытия (перкрытия из перекрестных ферм типа «Новокисловодск» (
патент RU № 153753 автор : Марутян Александр Суренович, U.S № 3.371.835, RU 49859 «Покрытие
из трехгранных ферм», RU 2627794 «Покрытие из трехгранных ферм» автор: Мелехин Евгений
Анатольевич ) изготовленных из гнутых профилей для пролета моста 9 и 18 метров из двух ярусных
трехгранных комбинированных структур RU 8471 «Комбинированные пространственное
структурное покртыие « г Брест , ( Бресткий государственный технический университет» )
выполненных по типовой документации , серия 1.460ю3-14 , для пролетов железнодорожного моста
18, 24 и 30 метров ( чертежи КМ , ГПИ «Ленпроектстальконсрукция» )
https://dzen.ru/a/Zc8Ig7YT0W0eeNaJ
https://patents.google.com/patent/EP1396582A2/es
C Днем Рождения Советский Союз Изобретение Способ усиления пролетного строения мостового
сооружения с использованием комбинированных пространственных трехгранных структур для
сейсмоопасных районов имени Владимира Путина» RU 2024100839 вх. 001551 Дата 10.01.2024
Е 04 Н 9/02 регистрационный 2024100839 входящий 001551 дата поступления ФИПС 10.01.24
Бережковская наб 30 Неретину
1 ХОДАТАЙСТВО О ПРЕДОСТАВЛЕНИИ ПРАВА НА ОСВОБОЖДЕНИЕ ОТ УПЛАТЫ
ПАТЕНТНОЙ ПОШЛИНЫ ветеран боевых действий Коваленко Александра Ивановича
дополнением авторов проф. дтн А.М.Уздина, ктн доц О.А.Егорову
2. Ходатайство директору ФИПС Неретину Олегу Петровичу от ветерана боевых действий ,
инвалида второй группы, военного пенсионера Коваленко Александра Ивановича по заявке на
изобретение полезная модель, добавить словами имени Владимира Путина «Способ усиления
пролетного строения мостового сооружения с использованием комбинированных пространственных
трехгранных структур для сейсмоопасных районов имени Владимира Путина »
[email protected] тел. +7 (499) 240-60-15 (812) 694-78-10
3. Ходатайство директору ФИПС Неретину Олегу Петровичу от ветерана боевых действий ,
инвалида второй группы, военного пенсионера Коваленко Александра Ивановича, включить
соавторов, изобретателей проф А.М. Уздина доц ктэ О.А Егорову
4. Ходатайство директору ФИПС Неретину Олегу Петровичу от ветерана боевых действий ,
инвалида второй группы, военного пенсионера Коваленко Александра Ивановича оставить один
пункт , первый в формуле , остальные пункты исключить , что не платить дополнительно патентную
пошлину
5. Ходатайство директору ФИПС Неретину Олегу Петровичу от ветерана боевых действий ,
инвалида второй группы, военного пенсионера Коваленко Александра Ивановича исключить фигуры
(чертежи) из заявки на изобретение и заменить и ссылками по названию изобретения , где имеются
фигуры , чертежи: "Способ усиления пролетного строения мостового сооружения с использованием
комбинированных пространственных трехгранных структур для сейсмоопасных районов имени
Владимира Путина"
A method for strengthening the superstructure of a bridge structure using combined spatial triangular
structures for earthquake-prone areas
https://dzen.ru/a/Zchxa30dpik4Z-qh

14.

Povishenie gruziopodemnosti zheleznodorozhnogo mostovogo soorezheniya ispolzovaniem perekrestnix ste
https://rutube.ru/video/b842b12faea2ea40393c46134172d..
На Украине мосты в основном держат до 40 тонн есть до 60 ти , их мало Усиленные мосты проф дтн
ПГУПС Уздина А М надо использовать сверхпрочные и сверхлегкие комбинированные
пространственных трехгранные структуры, ферм-балок , с предварительным напряжением, для
усления пролтеного мостового сооруженияb и повышение грузоподбьемноти мостового сорружения,
для грузовых автомобилей и военной техники ( Т-72 , 90 тонн ) , с неразрезыми поясами
пятигранного составного профиля ( Мелехина ТОМСК ГАСУ)
https://newsland.com/post/7738013-na-ukraine-mosty-v-..
СПОСОБ УСИЛЕНИЯ МОСТОВОГО СООРУЖЕНИЯ С ДЕМОНТАЖОМ РУСЛОВЫХ ОПОР
МОСТА
https://yandex.ru/patents/doc/RU2712984C1_20200203
Способ усиления пролетного строения мостового сооружения с изменением поперечного сечения
https://patentimages.storage.googleapis.com/22/9d/e4/..
Способ усиления пролетного строения мостового сооружения с использованием комбинированных
пространственных трехгранных структур
https://ppt-online.org/1459052
Гуманитарная интеллектуальная инженерная помощь Родине проектная документация по усилению
пролетных строений мостового сооружения с использованием пространственных трехгранных
структур с неразрезными поясами шпренгельного типа от ученых и изобретателей СПб ГАСУ и
ПГУПС А.М.Уздина, ктн доц О.А Егоровой дтн В Г Темнова, аспирант ЛенЗНИИЭП А.И.Коваленко,
инженер -строитель И.А.Богданова для Русской Армии истекающей кровью из отсутствия быстро
собираемых мостовых сооружений с грузоподъемностью 90 тонн, а не 30 -40 тонн , да еще и все
аварийные, изношенные и просевшие с трещинами на фермах-балках моста Все для фронта все для
Победы https://dzen.ru/a/ZcY-StQGrygQKv02
Повышению грузоподъемности пролетного строения мостового сооружения
https://ppt-online.org/1461348
https://patentimages.storage.googleapis.com/00/74/9b/..
Конструктивные решения по усилению несущих строительных конструкций балочных
автомобильных мостов и повышению грузоподъемности пролетного строения мостового сооружения
с использованием пространственных трехгранных ферм -балок Новокисловодск арочного типа,
быстровозводимых комбинированных пространственных структур из трехгранных неразрезных
ферм -балок предварительно -напряженных с большими перемещениями на предельное равновесие,
с учетом приспособляемости , с использованием сдвиговых демпфирующих компенсаторов из
тросовой гильзы (втулки) ( гасителя сдвиговых напряжений ) при импульсных растягивающихся
нагрузках , для улучшения демпфирующей способности болтовых соединений
Constructive solutions to strengthen the load-bearing building structures of girder automobile bridges and
increase the load capacity of the superstructure of the bridge structure using spatial triangular beam trusses
Novokislovodsk arch type, prefabricated combined spatial structures of three-sided continuous girder trusses
prestressed
Коваленко А.И., Уздин А. М ., Егорова О А.,Темнов В Г (812) 694-78-10
https://dzen.ru/a/ZZBZZIm9GF4mZFLh
6. Прошу прислать реквизиты для оплаты патентной пошлины для преподавателе ПГУПС, не
являющие ветеранами боевых действий, но являющие соавторами интеллектуальной собственности
проф дтн ПГУПС А.М.Уздина, доц ктн О А Егорова , проф дтн Темнов В.Г , которые будут
оплачивать патентую пошлину по 100 руб в месяц , по частям , из-за тяжелого финансового
положения научной интеллигенции ПГУПС, СПБ ГАСУ , Политехе СПб [email protected] тел
факс 812 694-78-10 https://t.me/resistance_test https://patentimages.storage.googleapis.com/00/74/9b/..
Ред. газета «Народная Солидарность" InfoArmZO и информ. агент «Армия Защитников Отечества"
RUSnarodINFO [email protected] [email protected]
197371, СПб, а/я газета «Земля РОССИИ» пр.Королева 30 к 1 кв 135 (812) 694-78-10
[email protected] [email protected] Ходатайство от ветерана боевых действий , инвалида
первой группы по заявке на изобретение, полезная модель добавить в название изобретение имени
Владимира Путина : «Способ усиления пролетного строения мостового сооружения с
использованием комбинированных пространственных трехгранных структур для сейсмоопасных

15.

районов имени Владимира Путина »
Коваленко Александра Ивановича с нищенской пенсией 20 тыс руб с просьбой к Руководителю
Федеральной службы по интеллектуальной собственности Неретину [email protected] тел.
+7 (499) 240-60-15 (812) 6947810 https://t.me/resistance_test (812) 694-78-10 [email protected]
Способ усиления пролетного строения мостового сооружения с использованием комбинированных
пространственных трехгранных структур для сейсмоопасных районов имени Владимира Путина »
Е04Н9/02 https://patentimages.storage.googleapis.com/00/74/9b/..
MOST imeni PUTINA zayavlenie hkodotaystvo fips rospatent neretinu oleg petrovbichu veterana boevix
deystviy kovalenko 71 str https://disk.yandex.ru/i/kLVVsVoTFuY7bA
https://mega.nz/file/kn1lwJ6B#CAqkBFbJXDy2MHmJuXvPTC-..
MOST imeni PUTINA zayavlenie hkodotaystvo fips rospatent neretinu oleg petrovbichu veterana boevix
deystviy kovalenko 71 str
https://ppt-online.org/1485443
MOST imeni PUTINA zayavlenie hkodotaystvo fips rospatent neretinu oleg petrovbichu veterana boevix
deystviy kovalenko 71 str.docx
MOST imeni PUTINA zayavlenie hkodotaystvo fips rospatent neretinu oleg petrovbichu veterana boevix
deystviy kovalenko 71 str.pdf
Raschet SKAD nerazreznix stakmnix ferm-balok predelnoe ravnovesie povishenie gruzododemnosti
zheleznodorozhnix mostov 688 str.docx
Raschet SKAD nerazreznix stakmnix ferm-balok predelnoe ravnovesie povishenie gruzododemnosti
zheleznodorozhnix mostov 688 str.pdf
SPBGASU PGUPS Novokislovodsk SCAD Rascet usileniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya
trexgrannix ferm-balok 501 str.docx
SPBGASU PGUPS Novokislovodsk SCAD Rascet usileniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya
trexgrannix ferm-balok 501 str.pdf
Sposob usileniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya ispolzovaniem kombinirovannix
prostranstvennix struktur 462 str.pdf
Sposob usileniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya ispolzovaniem kombinirovannix
prostranstvennix struktur 462 str.docx
$ovesti net Teoriya seysmostoykosti naxoditsya krizise zhizn gragdan prozhivayushix seysmoopasnix ne
otnositsya gosudarstvennoy bezopasnosti — копия.docx
$ovesti net Teoriya seysmostoykosti naxoditsya krizise zhizn gragdan prozhivayushix seysmoopasnix ne
otnositsya gosudarstvennoy bezopasnosti.pdf https://wdfiles.ru/ipsearch.html
LSK Ispolzovanie legko sbrasivaemix konstruktsiy povishenie seysmostoykosty stalnogo karkasa 594
str.docx
LSK Ispolzovanie legko sbrasivaemix konstruktsiy povishenie seysmostoykosty stalnogo karkasa 594
str.pdf
Otvet otpiska Mitranspotra Dorstroya usilenie sychestvuyuchix avtomobilnix zheleznodorozhix mostov
otkazat 3 str.pdf
Beglov Belskiy Iskovoe kollektivnaya zayavlenie zhalobi GAZPROM delo 3a224 2023 sydya Vityshkina
administrativniy distantsionniy prisoedinenie kollektivnomu isku gorodskoy sud istets 402 str.docx
Beglov Belskiy Iskovoe kollektivnaya zayavlenie zhalobi GAZPROM delo 3a224 2023 sydya Vityshkina
administrativniy distantsionniy prisoedinenie kollektivnomu isku gorodskoy sud istets 402 str.pdf
analiz-prichin-povrezhdeniya-truboprovodov-teplovyh-setey (1).pdf
Minstroy Gazprom Ispolzovanie podatlivogo antiseismicheskogo kompensatora Temnova prichini 400
str.docx
Minstroy Gazprom Ispolzovanie podatlivogo antiseismicheskogo kompensatora Temnova prichini 400
str.pdf
Gazeta Nevidimaya Xazaariya Reshenie problemi nadezhnosti vzaimodeystviya antiseysmicheskogo
kompensatora geologicheskoy sredoy 263 str.docx
Gazeta Nevidimaya Xazaariya Reshenie problemi nadezhnosti vzaimodeystviya antiseysmicheskogo
kompensatora geologicheskoy sredoy 263 str.txt
https://wdfiles.ru/ipsearch.html?page=2 https://ibb.co/YRqTX9p https://i.ibb.co/vwKvh5Z/MOST-imeniPUTINA-zayavlenie..
Конструктивные решения повышения грузоподъемности железнодорожного пролетного строения

16.

https://ppt-online.org/1464107
Повышению грузоподъемности пролетного строения мостового сооружения
https://ppt-online.org/1461348
Техническое свидетельство на повышение грузоподъемности пролетного строения мостового
сооружения применения трехгранных структур
https://ppt-online.org/1458984
Повышение грузоподъемности пролетного строения ж/д моста
https://ppt-online.org/1465552
Moct imeni Putina Otpravka pisma schastya ssilkami Xodotaystvo zayavlenie FIPS Rospatent veterana
boevox deystviy Kovalenko 703 str
https://disk.yandex.ru/i/aOws2ZZlkwOuwg
https://disk.yandex.ru/i/b6_dWEBdvsY4SQ
https://mega.nz/file/o2NiiKgA#leB9KIGYPKCFtigYPdzs-cW..
https://mega.nz/file/o39gnbSA#EgrfQ9TVViU09bVhcVZThqL..
Moct imeni Putina Otpravka pisma schastya ssilkami Xodotaystvo zayavlenie FIPS Rospatent veterana
boevox deystviy Kovalenko 703 str.docx
Moct imeni Putina Otpravka pisma schastya ssilkami Xodotaystvo zayavlenie FIPS Rospatent veterana
boevox deystviy Kovalenko 703 str.pdf
MOST imeni PUTINA zayavlenie hkodotaystvo fips rospatent neretinu oleg petrovbichu veterana boevix
deystviy kovalenko 71 str.docx
MOST imeni PUTINA zayavlenie hkodotaystvo fips rospatent neretinu oleg petrovbichu veterana boevix
deystviy kovalenko 71 str.pdf
Raschet SKAD nerazreznix stakmnix ferm-balok predelnoe ravnovesie povishenie gruzododemnosti
zheleznodorozhnix mostov 688 str.docx
Raschet SKAD nerazreznix stakmnix ferm-balok predelnoe ravnovesie povishenie gruzododemnosti
zheleznodorozhnix mostov 688 str.pdf
SPBGASU PGUPS Novokislovodsk SCAD Rascet usileniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya
trexgrannix ferm-balok 501 str.docx
SPBGASU PGUPS Novokislovodsk SCAD Rascet usileniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya
trexgrannix ferm-balok 501 str.pdf
Sposob usileniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya ispolzovaniem kombinirovannix
prostranstvennix struktur 462 str.pdf
Sposob usileniya proletnogo stroeniya mostovogo sooruzheniya ispolzovaniem kombinirovannix
prostranstvennix struktur 462 str.docx
https://wdfiles.ru/ipsearch.html
$ovesti net Teoriya seysmostoykosti naxoditsya krizise zhizn gragdan prozhivayushix seysmoopasnix ne
otnositsya gosudarstvennoy bezopasnosti — копия.docx
$ovesti net Teoriya seysmostoykosti naxoditsya krizise zhizn gragdan prozhivayushix seysmoopasnix ne
otnositsya gosudarstvennoy bezopasnosti.pdf
LSK Ispolzovanie legko sbrasivaemix konstruktsiy povishenie seysmostoykosty stalnogo karkasa 594
str.docx
LSK Ispolzovanie legko sbrasivaemix konstruktsiy povishenie seysmostoykosty stalnogo karkasa 594
str.pdf
Otvet otpiska Mitranspotra Dorstroya usilenie sychestvuyuchix avtomobilnix zheleznodorozhix mostov
otkazat 3 str.pdf
Beglov Belskiy Iskovoe kollektivnaya zayavlenie zhalobi GAZPROM delo 3a224 2023 sydya Vityshkina
administrativniy distantsionniy prisoedinenie kollektivnomu isku gorodskoy sud istets 402 str.docx
Beglov Belskiy Iskovoe kollektivnaya zayavlenie zhalobi GAZPROM delo 3a224 2023 sydya Vityshkina
administrativniy distantsionniy prisoedinenie kollektivnomu isku gorodskoy sud istets 402 str.pdf
analiz-prichin-povrezhdeniya-truboprovodov-teplovyh-setey (1).pdf
Minstroy Gazprom Ispolzovanie podatlivogo antiseismicheskogo kompensatora Temnova prichini 400
str.docx

17.

Minstroy Gazprom Ispolzovanie podatlivogo antiseismicheskogo kompensatora Temnova prichini 400
str.pdf
12
Загрузить файл | Регистрация | Помощь проекту | Вопросы и ответы | Войти | Сотрудничать | Поиск
по файлам | Условия & использования |
https://wdfiles.ru/ipsearch.html?page=2
https://ibb.co/mGbn52T
https://i.ibb.co/s2bT9NR/Moct-imeni-Putina-Otpravka-p..
<img src="https://i.ibb.co/s2bT9NR/Moct-imeni-Putina-Otpravka-pisma-sch.." alt="Moct-imeni-PutinaOtpravka-pisma-schastya-ssilkami-Xodotaystvo-zayavlenie-FIPS-Rospatent-veterana-bo" border="0" />
Moct imeni Putina Otpravka pisma schastya ssilkami Xodotaystvo zayavlenie FIPS Rospatent veterana
boevox deystviy 477 str
https://ppt-online.org/1485524
Конструктивные решения по усилению несущих строительных конструкций балочных
автомобильных мостов и повышению грузоподъемности
https://ppt-online.org/1460792
Конструктивные решения повышения грузоподъемности железнодорожного пролетного строения
https://ppt-online.org/1464107
Повышению грузоподъемности пролетного строения мостового сооружения
https://ppt-online.org/1461348
Техническое свидетельство на повышение грузоподъемности пролетного строения мостового
сооружения применения трехгранных структур
https://ppt-online.org/1458984
Повышение грузоподъемности пролетного строения ж/д моста
https://ppt-online.org/1465552
Добровольная сертификация продукции
https://ppt-online.org/1353811
Способ усиления пролетного строения мостового сооружения с использованием комбинированных
пространственных трехгранных структур
https://ppt-online.org/1465978
Новогодний интеллектуальный подарок Родине и солдатам изобретение Способ усиления
пролетного строения мостового сооружения с использованием пространственных трехгранных
структур для сейсмоопасных районов смотри аналог номер 80417 и 266595
https://vk.com/wall792365847_1836
СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ МОСТА
https://yandex.ru/patents/doc/RU2640855C1_20180112
Made in blok NATO PROTOKOL uprugoplsticheskogo ispitaniya
uzlov ispolzovaniem3D model konechnix elementov plastichnoskix
ferm Bailey bridge 644 str https://studylib.ru/doc/6383891/made-inblok-nato-protokol-uprugoplsticheskogo-ispitaniya...
Чудо американское армейской инженерии мостовое сооружение из упругопластических ферм с
небольшим весом, большой экономии строительных материалов, ускоренным методом,
сконструированного со встроенным бетонным настилом, в полевых условиях, в ночное время, при

18.

строительстве ускоренным способом, переправе через реку Суон в 2017 г, длиной 205 футов, в штат
Монтана ( США), не имеет аналогов на территории Российской Федерации
В Санкт Петербурге никакой технической политики никакой системы создания и реализации
изобретений не существует. В бюджете города понятие "Изобретение" вообще отсутствует,
соответственно отсутствует финансирование отбора, разработки, испытаний... изобретений
направленных на решение проблем города и граждан. Из бюджета города не затрачено ни одной
копейки, ни на одно изобретение (в то время как, например, на туалетную бумагу для чиновников из
бюджета затрачены сотни тысяч рублей).https://vk.com/wall537270633_154
https://dzen.ru/a/Zc-k38jpdxLSbiJo
СПОСОБ имени Уздина А М ШПРЕНГЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО СТРОЕНИЯ
мостового сооружения с использованием треугольных балочных ферм для сейсмоопасных районов
МПК E 01 D 22 /00
ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ RU165 076 (51) МПКE04H 9/02 (2006.01) Коваленко Александр
Иванович (RU)
Комбинированное пространственное структурное покрытие № 80471
Помощь для внедрения изобретения "Способ им Уздина А. М. шпренгельного усиления пролетного
строения мостового сооружения с использованием трехгранных балочных ферм" , аналог
"Новокисловодск" Марутян Александр Суренович МПК Е01ВD 22/00 для ветеранf боевых действий ,
инвалида второй группы по общим заболеваниям , изобретателю по СБЕР карта МИР 2202 2056 3053
9333 тел привязан 911 175 84 65 Aleksandr Kovalenko (996) 785-62-76 [email protected]
https//t.me/resistance_test
https://dzen.ru/a/ZdMU-LWdeVByaJ8D

19.

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
УЗДИН А.М., ЕЛИСЕЕВ О.Н., , НИКИТИН А.А., ПАВЛОВ В.Е., СИМКИН А.Ю.,
КУЗНЕЦОВА И.О.
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

20.

СОДЕРЖАНИЕ
1
Введение
3
2
Элементы теории трения и износа
6
3
Методика расчета одноболтовых ФПС
18
3.1
Исходные посылки для разработки методики расчета ФПС
18
3.2
Общее уравнение для определения несущей способности ФПС.
20
3.3
Решение общего уравнения для стыковых ФПС
21
3.4
Решение общего уравнения для нахлесточных ФПС
22
4
Анализ экспериментальных исследований работы ФПС
26
5
Оценка
параметров
диаграммы
деформирования
многоболтовых
фрикционно-подвижных соединений (ФПС)
31
5.1
Общие положения методики расчета многоболтовых ФПС
31
5.2
Построение уравнений деформирования стыковых многоболтовых ФПС
32
5.3
Построение уравнений деформирования нахлесточных многоболтовых 38
ФПС
6
Рекомендации по технологии изготовления ФПС и сооружений с такими
соединениями
6.1
42
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий контактных поверхностей
стальных деталей ФПС и опорных поверхностей шайб
42
6.2
Конструктивные требования к соединениям
43
6.3
Подготовка
контактных
поверхностей
элементов
и
методы
контроля
6.4
45
Приготовление и нанесение протекторной грунтовки ВЖС 83-0287. Требования к загрунтованной поверхности. Методы контроля
6.4.1
Основные требования по технике безопасности при работе с
грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.4.2
Транспортировка
и
47
хранение
элементов
законсервированных грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.5
46
и
деталей,
49
Подготовка и нанесение антифрикционного покрытия на опорные 49
поверхности шайб
6.6
Сборка ФПС
49
7
Список литературы
51

21.

1. ВВЕДЕНИЕ
Современный подход к проектированию сооружений, подверженных экстремальным, в
частности, сейсмическим нагрузкам исходит из целенаправленного проектирования предельных
состояний конструкций. В литературе [1, 2, 11, 18] такой подход получил название проектирования
сооружений с заданными параметрами предельных состояний. Возможны различные технические
реализации отмеченного подхода. Во всех случаях в конструкции создаются узлы, в которых от
экстремальных нагрузок могут возникать неупругие смещения элементов. Вследствие этих
смещений нормальная эксплуатация сооружения, как правило, нарушается, однако исключается его
обрушение. Эксплуатационные качества сооружения должны легко восстанавливаться после
экстремальных воздействий. Для обеспечения указанного принципа проектирования и были
предложены фрикционно-подвижные болтовые соединения.
Под
фрикционно-подвижными
соединениями
(ФПС)
понимаются
соединения
металлоконструкций высокопрочными болтами, отличающиеся тем, что отверстия под болты в
соединяемых деталях выполнены овальными вдоль направления действия экстремальных нагрузок.
При экстремальных нагрузках происходит взаимная сдвижка соединяемых деталей на величину до 34 диаметров используемых высокопрочных болтов. Работа таких соединений имеет целый ряд
особенностей и существенно влияет на поведение конструкции в целом. При этом во многих случаях
оказывается возможным снизить затраты на усиление сооружения, подверженного сейсмическим и
другим интенсивным нагрузкам.
ФПС были предложены в НИИ мостов ЛИИЖТа в 1980 г. для реализации принципа
проектирования мостовых конструкций с заданными параметрами предельных состояний. В 1985-86
г.г. эти соединения были защищены авторскими свидетельствами [16-19]. Простейшее стыковое и
нахлесточное соединения приведены на рис.1.1. Как видно из рисунка, от обычных соединений на
высокопрочных болтах предложенные в упомянутых работах отличаются тем, что болты пропущены
через овальные отверстия. По замыслу авторов при экстремальных нагрузках должна происходить
взаимная подвижка соединяемых деталей вдоль овала, и за счет этого уменьшаться пиковое значение
усилий, передаваемое соединением. Соединение с овальными отверстиями применялись в
строительных конструкциях и ранее, например, можно указать предложения [8, 10 и др]. Однако в
упомянутых работах овальные отверстия устраивались с целью упрощения монтажных работ. Для
реализации принципа проектирования конструкций с заданными параметрами предельных состояний
необходимо фиксировать предельную силу трения (несущую способность) соединения.
При использовании обычных болтов их натяжение N не превосходит 80-100 кН, а разброс
натяжения N=20-50 кН, что не позволяет прогнозировать несущую способность такого соединения
по трению. При использовании же высокопрочных болтов при том же N натяжение N= 200 - 400
кН, что в принципе может позволить задание и регулирование несущей способности соединения.
Именно эту цель преследовали предложения [3,14-17].

22.

Рис.1.1. Принципиальная схема фрикционно-подвижного
соединения
а) встык , б) внахлестку
1- соединяемые листы; 2 – высокопрочные болты;
3- шайба;4 – овальные отверстия; 5 – накладки.
Однако проектирование и расчет таких соединений вызвал серьезные трудности. Первые испытания
ФПС показали, что рассматриваемый класс соединений не обеспечивает в общем случае стабильной
работы конструкции. В процессе подвижки возможна заклинка соединения, оплавление контактных
поверхностей соединяемых деталей и т.п. В ряде случаев имели место обрывы головки болта.
Отмеченные
исследования
позволили
выявить
способы
обработки
соединяемых
листов,
обеспечивающих стабильную работу ФПС. В частности, установлена недопустимость использования
для ФПС пескоструйной обработки листов пакета, рекомендованы использование обжига листов,
нанесение на них специальных мастик или напыление мягких металлов. Эти исследования показали,
что расчету и проектированию сооружений должны предшествовать детальные исследования самих
соединений. Однако, до настоящего времени в литературе нет еще систематического изложения
общей теории ФПС даже для одноболтового соединения, отсутствует теория работы многоболтовых
ФПС. Сложившаяся ситуация сдерживает внедрение прогрессивных соединений в практику
строительства.
В силу изложенного можно заключить, что ФПС весьма перспективны для использования в
сейсмостойком строительстве, однако, для этого необходимо детально изложить, а в отдельных
случаях и развить теорию работы таких соединений, методику инженерного расчета самих ФПС и

23.

сооружений с такими соединениями. Целью, предлагаемого пособия является систематическое
изложение теории работы ФПС и практических методов их расчета. В пособии приводится также и
технология монтажа ФПС.
2.ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА
Развитие науки и техники в последние десятилетия показало, что
надежные и долговечные машины, оборудование и приборы могут быть
созданы только при удачном решении теоретических и прикладных задач
сухого и вязкого трения, смазки и износа, т.е. задач трибологии и
триботехники.
Трибология – наука о трении и процессах, сопровождающих трение
(трибос – трение, логос – наука). Трибология охватывает экспериментальнотеоретические
результаты
исследований
физических
(механических,
электрических, магнитных, тепловых), химических, биологических и других
явлений, связанных с трением.
Триботехника
трибологии
при
–
это
система
знаний
проектировании,
о
практическом
изготовлении
и
применении
эксплуатации
трибологических систем.
С
трением
связан
износ
соприкасающихся
тел
–
разрушение
поверхностных слоев деталей подвижных соединений, в т.ч. при резьбовых
соединениях. Качество соединения определяется внешним трением в витках
резьбы и в торце гайки и головки болта (винта) с соприкасающейся деталью
или шайбой. Основная характеристика крепежного резьбового соединения –
усилие затяжки болта (гайки), - зависит от значения и стабильности моментов
сил
трения
сцепления,
возникающих
при
завинчивании.
Момент
сил
сопротивления затяжке содержит две составляющих: одна обусловлена
молекулярным воздействием в зоне фактического касания тел, вторая –
деформированием
тончайших
поверхностей
микронеровностями взаимодействующих деталей.
слоев
контактирующими

24.

Расчет этих составляющих осуществляется по формулам, содержащим ряд
коэффициентов,
установленных
в
результате
экспериментальных
исследований. Сведения об этих формулах содержатся в Справочниках
«Трение, изнашивание и смазка» [22](в двух томах) и «Полимеры в узлах
трения машин и приборах» [13], изданных в 1978-1980 г.г. издательством
«Машиностроение». Эти Справочники не потеряли своей актуальности и
научной обоснованности и в настоящее время. Полезный для практического
использования материал содержится также в монографии Геккера Ф.Р. [5].
Сухое трение. Законы сухого трения
1. Основные понятия: сухое и вязкое трение; внешнее и внутреннее
трение, пограничное трение; виды сухого трения.
Трение – физическое явление, возникающее при относительном движении
соприкасающихся газообразных, жидких и твердых тел и вызывающее
сопротивление движению тел или переходу из состояния покоя в движение
относительно конкретной системы отсчета.
Существует два вида трения: сухое и вязкое.
Сухое трение возникает при соприкосновении твердых тел.
Вязкое трение возникает при движении в жидкой или газообразной среде,
а также при наличии смазки в области механического контакта твердых тел.
При учете трения (сухого или вязкого) различают внешнее трение и
внутренне трение.
Внешнее трение возникает при относительном перемещении двух тел,
находящихся в соприкосновении, при этом сила сопротивления движению
зависит от взаимодействия внешних поверхностей тел и не зависит от
состояния внутренних частей каждого тела. При внешнем трении переход
части механической энергии во внутреннюю энергию тел происходит только
вдоль поверхности раздела взаимодействующих тел.
Внутреннее трение возникает при относительном перемещении частиц
одного и того же тела (твердого, жидкого или газообразного). Например,
внутреннее трение возникает при изгибе металлической пластины или

25.

проволоки, при движении жидкости в трубе (слой жидкости, соприкасающийся
со стенкой трубы, неподвижен, другие слои движутся с разными скоростями и
между ними возникает трение). При внутреннем трении часть механической
энергии переходит во внутреннюю энергию тела.
Внешнее
трение
соприкосновения
в
твердых
чистом
тел
без
виде
возникает
смазочной
только
прослойки
в
случае
между
ними
(идеальный случай). Если толщина смазки 0,1 мм и более, механизм трения не
отличается от механизма внутреннего трения в жидкости. Если толщина
смазки менее 0,1 мм, то трение называют пограничным (или граничным). В
этом случае учет трения ведется либо с позиций сухого трения, либо с точки
зрения вязкого трения (это зависит от требуемой точности результата).
В истории развития понятий о трении первоначально было получено
представление о внешнем трении. Понятие о внутреннем трении введено в
науку в 1867 г. английским физиком, механиком и математиком Уильямом
Томсоном (лордом Кельвиным).1)
Законы сухого трения
Сухое трение впервые наиболее полно изучал Леонардо да Винчи (14521519). В 1519 г. он сформулировал закон трения: сила трения, возникающая
при контакте тела с поверхностью другого тела, пропорциональна нагрузке
(силе прижатия тел), при этом коэффициент пропорциональности – величина
постоянная и равна 0,25:
F 0 ,25 N .
Через 180 лет модель Леонарда да Винчи была переоткрыта французским
механиком и физиком Гийомом Амонтоном2), который ввел в науку понятие
1)
[Томсон (1824-1907) в 10-летнем возрасте был принят в университет в Глазго, после обучения
в котором перешел в Кембриджский университет и закончил его в 21 год; в 22 года он стал
профессором математики. В 1896 г. Томсон был избран почетным членом Петербургской академии
наук, а в 1851 г. (в 27 лет) он стал членом Лондонского королевского общества и 5 лет был его
президентом].
2)
Г.Амонтон (1663-1705) – член Французской академии наук с 1699 г.

26.

коэффициента трения как французской константы и предложил формулу силы
трения скольжения:
F f N.
Кроме того, Амонтон (он изучал равномерное движение тела по наклонной
плоскости) впервые предложил формулу:
f tg ,
где f – коэффициент трения; - угол наклона плоскости к горизонту;
В 1750 г. Леонард Эйлер (1707-1783), придерживаясь закона трения
Леонарда да Винчи – Амонтона:
F f N,
впервые получил формулу для случая прямолинейного равноускоренного
движения тела по наклонной плоскости:
f tg
2S
g t 2 cos 2
,
где t – промежуток времени движения тела по плоскости на участке
длиной S;
g – ускорение свободно падающего тела.
Окончательную формулировку законов сухого трения дал в 1781 г. Шарль
Кулон3)
Эти законы используются до сих пор, хотя и были дополнены результатами
работ ученых XIX и XX веков, которые более полно раскрыли понятия силы
трения покоя (силы сцепления) и силы трения скольжения, а также понятия о
трении качения и трении верчения.
Многие десятилетия XX века ученые пытались модернизировать законы
Кулона,
учитывая
все
новые
и
новые
результаты
физико-химических
исследований явления трения. Из этих исследований наиболее важными
являются исследования природы трения.
Кратко о природе сухого трения можно сказать следующее. Поверхность
любого
твердого
тела
обладает
микронеровностями,
3) Ш.Кулон (1736-1806) – французский инженер, физик и механик, член Французской академии наук
шероховатостью

27.

[шероховатость
поверхности
классов)
характеристикой
–
оценивается
«классом
качества
шероховатости»
обработки
(14
поверхности:
среднеарифметическим отклонением профиля микронеровностей от средней
линии и высотой неровностей].
Сопротивление сдвигу вершин микронеровностей в зоне контакта тел –
источник трения. К этому добавляются силы молекулярного сцепления между
частицами,
принадлежащими
разным
телам,
вызывающим
прилипание
поверхностей (адгезию) тел.
Работа
внешней
силы,
приложенной
к
телу,
преодолевающей
молекулярное сцепление и деформирующей микронеровности, определяет
механическую энергию тела, которая затрачивается частично на деформацию
(или даже разрушение) микронеровностей, частично на нагревание трущихся
тел (превращается в тепловую энергию), частично на звуковые эффекты –
скрип, шум, потрескивание и т.п. (превращается в акустическую энергию).
В последние годы обнаружено влияние трения на электрическое и
электромагнитное поля молекул и атомов соприкасающихся тел.
Для решения большинства задач классической механики, в которых надо
учесть сухое трение, достаточно использовать те законы сухого трения,
которые открыты Кулоном.
В современной формулировке законы сухого трения (законы Кулона)
даются в следующем виде:
В случае изотропного трения сила трения скольжения тела А по
поверхности тела В всегда направлена в сторону, противоположную скорости
тела А относительно тела В, а сила сцепления (трения покоя) направлена в
сторону, противоположную возможной скорости (рис.2.1, а и б).
Примечание. В случае анизотропного трения линия действия силы трения
скольжения не совпадает с линией действия вектора скорости. (Изотропным
называется сухое трение, характеризующееся одинаковым сопротивлением
движению тела по поверхности другого тела в любом направлении, в
противном случае сухое трение считается анизотропным).

28.

Сила трения скольжения пропорциональна силе давления на опорную
поверхность
(или
нормальной
реакции
этой
поверхности),
при
этом
коэффициент трения скольжения принимается постоянным и определяется
опытным путем для каждой пары соприкасающихся тел. Коэффициент трения
скольжения зависит от рода материала и его физических свойств, а также от
степени обработки поверхностей соприкасающихся тел:
(рис. 2.1 в).
FСК fСК N
Y
Y
Fск
tg =fск
N
N
V
Fск
X
G
X
G
N
Fсц
а)
в)
б)
Рис.2.1
Сила сцепления (сила трения покоя) пропорциональна силе давления на
опорную поверхность (или нормальной реакции этой поверхности) и не может
быть
больше
максимального
значения,
определяемого
произведением
коэффициента сцепления на силу давления (или на нормальную реакцию
опорной поверхности):
FСЦ f СЦ N .
Коэффициент сцепления (трения покоя), определяемый опытным путем в
момент перехода тела из состояния покоя в движение, всегда больше
коэффициента трения скольжения для одной и той же пары соприкасающихся
тел:
f СЦ f СК .
Отсюда следует, что:
max
FСЦ
FСК ,

29.

поэтому график изменения силы трения скольжения от времени движения
тела, к которому приложена эта сила, имеет вид (рис.2.2).
При переходе тела из состояния покоя в движение сила трения
max до
скольжения за очень короткий промежуток времени изменяется от FСЦ
FСК (рис.2.2). Этим промежутком времени часто пренебрегают.
В последние десятилетия экспериментально показано, что коэффициент
трения скольжения зависит от скорости (законы Кулона установлены при
равномерном движении тел в диапазоне невысоких скоростей – до 10 м/с).
fсц
max
Fсц
Fск
fск
V
t
V0
Рис. 2.2
Vкр
Рис. 2. 3
Эту зависимость качественно можно проиллюстрировать графиком f СК ( v )
(рис.2.3).
v0
- значение скорости, соответствующее тому моменту времени, когда
сила FСК достигнет своего нормального значения FСК fСК N ,
v КР
- критическое значение скорости, после которого происходит
незначительный рост (на 5-7 %) коэффициента трения скольжения.
Впервые этот эффект установил в 1902 г. немецкий ученый Штрибек (этот
эффект впоследствии был подтвержден исследованиями других ученых).
Российский ученый Б.В.Дерягин, доказывая, что законы Кулона, в
основном, справедливы, на основе адгезионной теории трения предложил
новую формулу для определения силы трения скольжения (модернизировав
предложенную Кулоном формулу):
FСК fСК N S p0 .
[У Кулона: FСК fСК N А , где величина А не раскрыта].

30.

В формуле Дерягина: S – истинная площадь соприкосновения тел
(контактная площадь), р0 - удельная (на единицу площади) сила прилипания
или сцепления, которое надо преодолеть для отрыва одной поверхности от
другой.
Дерягин также показал, что коэффициент трения скольжения зависит от
нагрузки N (при соизмеримости сил N и
S p0 )
- fСК ( N ) , причем при
увеличении N он уменьшается (бугорки микронеровностей деформируются и
сглаживаются, поверхности тел становятся менее шероховатыми). Однако, эта
зависимость учитывается только в очень тонких экспериментах при решении
задач особого рода.
Во многих случаях S p0 N , поэтому в задачах классической механики, в
которых следует учесть силу сухого трения, пользуются, в основном, законом
Кулона, а значения коэффициента трения скольжения и коэффициента
сцепления определяют по таблице из справочников физики (эта таблица
содержит значения коэффициентов, установленных еще в 1830-х годах
французским ученым А.Мореном (для наиболее распространенных материалов)
и дополненных более поздними экспериментальными данными. [Артур Морен
(1795-1880) – французский математик и механик, член Парижской академии
наук, автор курса прикладной механики в 3-х частях (1850 г.)].
В случае анизотропного сухого трения линия действия силы трения
скольжения
составляет
с
прямой,
по
которой
направлена
скорость
материальной точки угол:
arctg
Fn
,
Fτ
где Fn и Fτ - проекции силы трения скольжения FCK на главную нормаль и
касательную к траектории материальной точки, при этом модуль вектора FCK
определяется формулой: FCK Fn2 Fτ2 . (Значения Fn и Fτ определяются по
методике Минкина-Доронина).

31.

Трение качения
При качении одного тела по другому участки поверхности одного тела
кратковременно соприкасаются с различными участками поверхности другого
тела, в результате такого контакта тел возникает сопротивление качению.
В конце XIX и в первой половине XX века в разных странах мира были
проведены эксперименты по определению сопротивления качению колеса
вагона или локомотива по рельсу, а также сопротивления качению роликов
или шариков в подшипниках.
В результате экспериментального изучения этого явления установлено,
что сопротивление качению (на примере колеса и рельса) является следствием
трех факторов:
1) вдавливание колеса в рельс вызывает деформацию наружного слоя
соприкасающихся тел (деформация требует затрат энергии);
2)
зацепление
бугорков
неровностей
и
молекулярное
сцепление
(являющиеся в то же время причиной возникновения качения колеса по
рельсу);
3)
трение
скольжения
при
неравномерном
движении
колеса (при
ускоренном или замедленном движении).
(Чистое качение без скольжения – идеализированная модель движения).
Суммарное
влияние
всех
трех
факторов
учитывается
общим
коэффициентом трения качения.
Изучая трение качения, как это впервые сделал Кулон, гипотезу
абсолютно твердого тела надо отбросить и рассматривать деформацию
соприкасающихся тел в области контактной площадки.

32.

Так как равнодействующая N реакций опорной поверхности в точках зоны
контакта смещена в сторону скорости центра колеса, непрерывно набегающего
на впереди лежащее микропрепятствие (распределение реакций в точках
контакта несимметричное – рис.2.4), то возникающая при этом пара сил N и G
( G - сила тяжести) оказывает сопротивление качению (возникновение качения
Vc
C
N
G
Fск
K
N
K
Рис. 2.4
обязано силе сцепления FСЦ , которая образует вторую составляющую полной
реакции опорной поверхности).
Момент пары сил N , G называется моментом сопротивления качению.
Плечо
пары
сил
«к»
называется
коэффициентом трения качения. Он имеет
размерность длины.
Fсопр
Vс
C
Момент
сопротивления
качению
определяется формулой:
MC N k ,
где N - реакция поверхности рельса,
Fсц
N
равная вертикальной нагрузке на колесо с
учетом его веса.
Рис. 2.5
Колесо, катящееся по рельсу, испытывает
сопротивление движению, которое можно отразить силой сопротивления Fсопр ,

33.

приложенной к центру колеса (рис.2.5), при этом: Fсопр R N k , где R – радиус
колеса,
откуда
Fсопр N
k
N h,
R
где h – коэффициент сопротивления, безразмерная величина.
Эту формулу предложил Кулон. Так как множитель h
k
R
во много раз
меньше коэффициента трения скольжения для тех же соприкасающихся тел, то
сила Fсопр на один-два порядка меньше силы трения скольжения. (Это было
известно еще в древности).
Впервые в технике машин это использовал Леонардо да Винчи. Он изобрел
роликовый и шариковый подшипники.
Если на рисунке дается картина сил с обозначением силы Fсопр , то силу N
показывают
без
смещения
в
сторону
скорости
(колесо
и
рельс
рассматриваются условно как абсолютно твердые тела).
Повышение угловой скорости качения вызывает рост сопротивления
качению. Для колеса железнодорожного экипажа и рельса рост сопротивления
качению заметен после скорости колесной пары 100 км/час и происходит по
параболическому
закону.
Это
объясняется
деформациями
колес
и
гистерезисными потерями, что влияет на коэффициент трения качения.
Трение верчения
Трение верчения возникает при вращении тела,
опирающегося на некоторую поверхность. В этом
случае следует рассматривать зону контакта тел, в
Fск
Fск
r
О
Fск
точках которой возникают силы трения скольжения
FСК (если контакт происходит в одной точке, то
трение верчения отсутствует – идеальный случай)
(рис.2.6).
Рис. 2.6.

34.

А
–
зона
контакта
вращающегося
тела,
ось
вращения
которого
перпендикулярна к плоскости этой зоны. Силы трения скольжения, если их
привести к центру круга (при изотропном трении), приводятся к паре сил
сопротивления верчению, момент которой:
М сопр N f ск r ,
где r – средний радиус точек контакта тел;
f ск
- коэффициент трения скольжения (принятый одинаковым для всех
точек и во всех направлениях);
N – реакция опорной поверхности, равная силе давления на эту
поверхность.
Трение верчения наблюдается при вращении оси гироскопа (волчка) или
оси стрелки компаса острием и опорной плоскостью. Момент сопротивления
верчению стремятся уменьшить, используя для острия и опоры агат, рубин,
алмаз и другие хорошо отполированные очень прочные материалы, для
которых коэффициент трения скольжения менее 0,05, при этом радиус круга
опорной площадки достигает долей мм. (В наручных часах, например, М сопр
менее 5 10 5 мм).
Таблица коэффициентов трения скольжения и качения.
f ск
к (мм)
Сталь по стали……0,15
Шарик из закаленной стали по стали……0,01
Сталь по бронзе…..0,11
Мягкая сталь по мягкой стали……………0,05
Железо по чугуну…0,19
Дерево по стали……………………………0,3-0,4
Сталь по льду……..0,027
Резиновая шина по грунтовой дороге……10
Процессы износа контактных поверхностей при трении
Молекулярное
сцепление
приводит
к
образованию
связей
между
трущимися парами. При сдвиге они разрушаются. Из-за шероховатости
поверхностей трения контактирование пар происходит площадками. На

35.

площадках с небольшим давлением имеет место упругая, а с большим
давлением - пластическая деформация. Фактическая площадь соприкасания
пар представляется суммой малых площадок. Размеры площадок контакта
достигают 30-50 мкм. При повышении нагрузки они растут и объединяются. В
процессе разрушения контактных площадок выделяется тепло, и могут
происходить химические реакции.
Различают три группы износа: механический - в форме абразивного
износа, молекулярно-механический - в форме пластической деформации или
хрупкого разрушения и коррозийно-механический - в форме коррозийного и
окислительного износа. Активным фактором износа служит газовая среда,
порождающая
окислительный
износ.
Образование
окисной
пленки
предохраняет пары трения от прямого контакта и схватывания.
Важным фактором является температурный режим пары трения. Теплота
обусловливает физико-химические процессы в слое трения, переводящие
связующие в жидкие фракции, действующие как смазка. Металлокерамические
материалы на железной основе способствуют повышению коэффициента
трения и износостойкости.
Важна быстрая приработка трущихся пар. Это приводит к быстрому
локальному износу и увеличению контурной площади соприкосновения тел.
При
медленной
приработке
локальные
температуры
приводят
к
нежелательным местным изменениям фрикционного материала. Попадание
пыли, песка и других инородных частиц из окружающей среды приводит к
абразивному разрушению не только контактируемого слоя, но и более
глубоких слоев. Чрезмерное давление, превышающее порог схватывания,
приводит к разрушению окисной пленки, местным вырывам материала с
последующим, абразивным разрушением поверхности трения.
Под нагруженностью фрикционной пары понимается совокупность условий
эксплуатации:
давление
поверхностей
трения,
скорость
относительного
скольжения пар, длительность одного цикла нагружения, среднечасовое число
нагружений, температура контактного слоя трения.

36.

Главные требования, предъявляемые к трущимся парам, включают
стабильность коэффициента трения, высокую износостойкость пары трения,
малые модуль упругости и твердость материала, низкий коэффициент
теплового расширения, стабильность физико-химического состава и свойств
поверхностного слоя, хорошая прирабатываемость фрикционного материала,
достаточная механическая прочность, антикоррозийность, несхватываемость,
теплостойкость и другие фрикционные свойства.
Основные факторы нестабильности трения - нарушение технологии
изготовления
деталей,
фрикционных
даже
в
элементов; отклонения
пределах
установленных
размеров отдельных
допусков;
несовершенство
конструктивного исполнения с большой чувствительностью к изменению
коэффициента трения.
Абразивный
износ
фрикционных
пар
подчиняется
следующим
закономерностям. Износ пропорционален пути трения s,
=ks s,
(2.1)
а интенсивность износа— скорости трения
k s v
(2.2)
Износ не зависит от скорости трения, а интенсивность износа на единицу
пути трения пропорциональна удельной нагрузке р,
kp p
s
Мера
(2.3)
интенсивности
износа
рv
не
должна
превосходить
нормы,
определенной на практике (pv<С).
Энергетическая концепция износа состоит в следующем.
Для имеющихся закономерностей износа его величина представляется
интегральной функцией времени или пути трения
t
s
k p pvdt k p pds .
0
(2.4)
0
В условиях кулонова трения, и в случае kр = const, износ пропорционален
работе сил трения W

37.

k w W
kp
f
s
W ; W Fds .
(2.5)
0
Здесь сила трения F=f N = f p ; где f – коэффициент трения, N – сила
нормального давления; - контурная площадь касания пар.
Работа сил трения W переходит в тепловую энергию трущихся пар E и
окружающей среды Q
W=Q+ E.
Работа сил кулонова трения при гармонических колебаниях s == а sin t за
период колебаний Т == 2л/ определяется силой трения F и амплитудой
колебаний а
W= 4F а.
(2.6)
3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОДНОБОЛТОВЫХ ФПС
3.1. Исходные посылки для разработки методики
расчета ФПС
Исходными посылками для разработки методики расчета ФПС
являются
экспериментальные
исследования
одноболтовых
нахлесточных соединений [13], позволяющие вскрыть основные
особенности работы ФПС.
Для выявления этих особенностей в НИИ мостов в 1990-1991 гг.
были выполнены экспериментальные исследования деформирования
нахлесточных соединений такого типа. Анализ полученных диаграмм
деформирования позволил выделить для них 3 характерных стадии
работы, показанных на рис. 3.1.

38.

На первой стадии нагрузка Т не превышает несущей способности
соединения [Т], рассчитанной как для обычного соединения на
фрикционных высокопрочных болтах.
На второй стадии Т > [Т] и происходит преодоление сил трения по
контактным плоскостям соединяемых элементов при сохраняющих
неподвижность шайбах высокопрочных болтов. При этом за счет
деформации болтов в них растет сила натяжения, и как следствие
растут силы трения по всем плоскостям контактов.
На третьей стадии происходит
срыв с места одной из шайб и
дальнейшее взаимное смещение
соединяемых
элементов.
процессе
В
подвижки
наблюдается интенсивный износ
во
Рис.3.1. Характерная диаграмма деформирования
ФПС
1 – упругая работа ФПС;
2 – стадия проскальзывания листов ФПС при
заклиненных шайбах, характеризующаяся ростом
натяжения болта вследствие его изгибной деформации;
3 – стадия скольжения шайбы болта,
характеризующаяся интенсивным износом контактных
поверхностей.
всех
контактных
парах,
сопровождающийся
падением
натяжения
болтов
и,
следствие,
снижение
как
несущей
способности соединения.
В
процессе
испытаний
наблюдались следующие случаи
выхода из строя ФПС:
• значительные взаимные перемещения соединяемых деталей, в
результате которых болт упирается в край овального отверстия и в
конечном итоге срезается;
• отрыв головки болта вследствие малоцикловой усталости;
• значительные пластические деформации болта, приводящие к
его
необратимому
удлинению
и
исключению
“обратном ходе" элементов соединения;
из
работы
при

39.

• значительный износ контактных поверхностей, приводящий к
ослаблению болта и падению несущей способности ФПС.
Отмеченные
результаты
экспериментальных
исследований
представляют двоякий интерес для описания работы ФПС. С одной
стороны для расчета усилий и перемещений в элементах сооружений
с ФПС важно задать диаграмму деформирования соединения. С
другой стороны необходимо определить возможность перехода ФПС в
предельное состояние.
Для
описания
диаграммы
деформирования
наиболее
существенным представляется факт интенсивного износа трущихся
элементов соединения, приводящий к падению сил натяжения болта
и несущей способности соединения. Этот эффект должен определять
работу как стыковых, так и нахлесточных ФПС. Для нахлесточных
ФПС важным является и дополнительный рост сил натяжения
вследствие деформации болта.
Для оценки возможности перехода соединения в предельное
состояние необходимы следующие проверки:
а) по предельному износу контактных поверхностей;
б) по прочности болта и соединяемых листов на смятие в случае
исчерпания зазора ФПС u0;
в) по несущей способности конструкции в случае удара в момент
закрытия зазора ФПС;
г) по прочности тела болта на разрыв в момент подвижки.
Если учесть известные результаты [11,20,21,26], показывающие,
что закрытие зазора приводит к недопустимому росту ускорений в
конструкции,
то
проверки
(б)
и
(в)
заменяются
проверкой,
ограничивающей перемещения ФПС и величиной фактического
зазора в соединении u0.
Решение вопроса об износе контактных поверхностей ФПС и
подвижке в соединении должно базироваться на задании диаграммы

40.

деформирования
соединения,
представляющей
зависимость
его
несущей способности Т от подвижки в соединении s. Поэтому
получение зависимости Т(s) является основным для разработки
методов
расчета
ФПС
и
сооружений
с
такими
соединениями.
Отмеченные особенности учитываются далее при изложении теории
работы ФПС.
3.2. Общее уравнение для определения несущей
способности ФПС
Для
построения
общего
уравнения
деформирования
ФПС
обратимся к более сложному случаю нахлесточного соединения,
характеризующегося трехстадийной диаграммой деформирования. В
случае стыкового соединения второй участок на диаграмме Т(s) будет
отсутствовать.
Первая стадия работы ФПС не отличается от работы обычных
фрикционных соединений. На второй и третьей стадиях работы
несущая способность соединения поменяется вследствие изменения
натяжения болта. В свою очередь натяжение болта определяется его
деформацией (на второй стадии деформирования нахлесточных
соединений) и износом трущихся поверхностей листов пакета при их
взаимном
смещении.
При
этом
для
теоретического
описания
диаграммы деформирования воспользуемся классической теорией
износа
[5,
14,
23],
согласно
которой
скорость
износа
V
пропорциональна силе нормального давления (натяжения болта) N:
V K N,
(3.1)
где К— коэффициент износа.
В свою очередь силу натяжения болта N можно представить в
виде:
N N0 a N1 N2
(3.2)

41.

здесь N 0 - начальное -натяжение болта, а - жесткость болта;
a
EF , где l - длина болта, ЕF - его погонная жесткость,
l
N1 k f ( s ) -
увеличение
натяжения
болта
вследствие
его
деформации;
N2 ( s ) - падение натяжения болта вследствие его пластических
деформаций;
s - величина подвижки в соединении, - износ в соединении.
Для стыковых соединений обе добавки N1 N 2 0 .
Если пренебречь изменением скорости подвижки, то скорость V
можно представить в виде:
V
d d ds
V ср ,
dt
ds dt
(3.3)
где V ср — средняя скорость подвижки.
После подстановки (3.2) в (3.1) с учетом (3.3) получим уравнение:
k a k N0 к f ( s ) ( s ) ,
(3.4)
где k K / Vср .
Решение уравнения (3.4) можно представить в виде:
k N0 a
1
1 e
kas
k e ka( s z ) k f ( z ) ( z ) dz ,
s
0
или
k N0 a
1
e
kas
s
k k f ( z ) ( z ) e kazdz N0 a 1 .
0
(3.5)
3.3. Решение общего уравнения для стыковых ФПС
Для стыковых соединений общий интеграл (3.5) существенно
упрощается, так как в этом случае N 1 N 2 0 , и обращаются в 0
функции
f(z)
и
( z ) ,
входящие в (3.5). С учетом сказанного
использование интеграла. (3.5) позволяет получить следующую
формулу для определения величины износа :

42.

1 e kas k N0 a 1
(3.6)
Падение натяжения N при этом составит:
N 1 e kas k N0 ,
а
(3.7)
несущая
соединений
способность
определяется
по
формуле:
T T0 f N T0 f 1 e kas k N 0 a 1
T0 1 1 e kas k a 1 .
(3.8)
Рис.3.2.Падение несущей способности ФПС в
зависимости от величины подвижки для болта 24
мм при коэффициенте износа k=5 10-8Н-1 для
различной толщины листов пакета l
- l=20 мм; - l=30 мм; - l=40 мм; - l=50 мм;
- l=60 мм; - l=70 мм; - l=40 мм
Как
видно
из
полученной
формулы относительная несущая
способность соединения КТ =Т/Т0
определяется
всего
двумя
параметрами - коэффициентом износа k и жесткостью болта на
растяжение а. Эти параметры могут быть заданы с достаточной
точностью и необходимые для этого данные имеются в справочной
литературе.
На рис. 3.2 приведены зависимости КТ(s) для болта диаметром 24
мм и коэффициента износа k~5×10-8 H-1 при различных значениях
толщины пакета l, определяющей жесткость болта а. При этом для
наглядности несущая способность соединения Т отнесена к своему
начальному значению T0, т.е. графические зависимости представлены
в безразмерной форме. Как видно из
рисунка, с ростом толщины пакета
падает влияние
износа
листов
на
несущую способность соединений. В
целом падение несущей способности
соединений весьма существенно и при
Рис.3.3. Падение несущей способности ФПС в
зависимости от величины подвижки для болта
24 мм при коэффициенте износа k=3 10-8Н-1 для
различной толщины листов пакета l
- l=20 мм; - l=30 мм; - l=40 мм;
- l=50 мм; - l=60 мм; - l=70 мм; - l=80 мм
реальных величинах подвижки s
2 3см
составляет
для
стыковых

43.

соединений 80-94%. Весьма существенно на характер падений
несущей способности соединения сказывается коэффициент износа k.
На рис.3.3 приведены зависимости несущей способности соединения
от величины подвижки s при k~3×10-8 H-1.
Исследования показывают, что при k > 2 10-7 Н-1 падение несущей
способности соединения превосходит 50%. Такое падение натяжения
должно приводить к существенному росту взаимных смещений
соединяемых деталей и это обстоятельство должно учитываться в
инженерных расчетах. Вместе с тем рассматриваемый эффект будет
приводить к снижению нагрузки, передаваемой соединением. Это
позволяет при использовании ФПС в качестве сейсмоизолирующего
элемента конструкции рассчитывать усилия в ней, моделируя ФПС
демпфером сухого трения.
3.4. Решение общего уравнения для нахлесточных Ф ПС
Для нахлесточных ФПС общее решение (3.5) определяется видом
функций f(s) и >(s).Функция f(s) зависит от удлинения болта
вследствие искривления его оси. Если принять для искривленной оси
аппроксимацию в виде:
u( x ) s sin
x
2l
(3.9)
,
где x — расстояние от середины болта до рассматриваемой точки
(рис. 3.3), то длина искривленной оси стержня составит:
1
L
2
1
1
2
1
2
2
du
1 dx
dx
1
s 2 2
1
2
x
8l 2 1
2
2l
2
cos
1 s
2
4l
2
dx 1
cos
2l
1
dx
2
2 2
1 s cos x dx
8l 2
2l
1
2
s 2 2
.
8l
Удлинение болта при этом определится по формуле:
l L l
s 2 2
.
8l
(3.10)

44.

Учитывая,
что
приближенность
представления
(3.9)
компенсируется коэффициентом k, который может быть определен из
экспериментальных данных, получим следующее представление для
f(s):
f(s) s
2
l
.
Для дальнейшего необходимо учесть, что деформирование тела
болта будет иметь место лишь до момента срыва его головки, т.е. при
s < s0. Для записи этого факта воспользуемся единичной функцией
Хевисайда :
f(s)
s2
( s s0 ).
l
(3.11)
Перейдем теперь к заданию функции (s). При этом необходимо
учесть следующие ее свойства:
1. пластика проявляется лишь при превышении подвижкой s
некоторой величины Sпл, т.е. при Sпл<s<S0.
2. предельное натяжение стержня не превосходит усилия Nт, при
котором напряжения в стержне достигнут предела текучести,
т.е.:
lim ( N0 кf ( s ) ( s )) 0 .
(3.12)
s
Указанным условиям удовлетворяет функция (s) следующего
вида:
( s ) N пл ( NТ N пл ) ( 1 e q( s S пл ) ) 1 ( s s0 ) ( s S пл ).
(3.13)
Подстановка выражений (3.11, 3.12) в интеграл (3.5) приводит к
следующим зависимостям износа листов пакета от перемещения s:
при s<Sпл
s
N0
k
2
2
( 1 e k1as ) s 2
s
1 e k1as ,
a
al
k1a
k1a 2
при Sпл< s<S0
(3.14)

45.

),
( S пл s )
e
e
NT
N N пл
1 ek1a( S пл s ) T
k1a
k1 a
( s ) I ( Sпл ) k1(
(3.15)
k1a( S пл s )
при s<S0
( s ) II ( S0 )
N ( S0 )
( 1 e k 2 a( s S0 ) ).
a
Несущая
способность
(3.16)
соединения
определяется
при
этом
выражением:
(3.17)
T T0 fv a .
Здесь fv— коэффициент трения, зависящий в общем случае от
скорости
подвижки
v.
Ниже
мы
используем
наиболее
распространенную зависимость коэффициента трения от скорости,
записываемую в виде:
f
f0
,
1 kvV
(3.18)
где kv — постоянный коэффициент.
Предложенная
зависимость
содержит
9
неопределенных
параметров:
k1, k2, kv, S0, Sпл, q, f0, N0, и k0. Эти параметры должны
определяться из данных эксперимента.
В отличие от стыковых соединений в формуле (3.17) введено два
коэффициента
износа
-
на
втором
участке
диаграммы
деформирования износ определяется трением между листами пакета
и характеризуется коэффициентом износа k1, на третьем участке
износ определяется трением между шайбой болта и наружным
листом пакета; для его описания введен коэффициент износа k2.
На
рис.
3.4
приведен
пример
теоретической
диаграммы
деформирования при реальных значениях параметров k1 = 0.00001;
k2 =0.000016; kv = 0.15; S0 = 10 мм; Sпл = 4 мм; f0 = 0.3; N0 = 300 кН.
Как видно из рисунка, теоретическая диаграмма деформирования
соответствует описанным выше экспериментальным диаграммам.

46.

Рис. 3.4
Теоретическая диаграмма деформирования ФПС

47.

26
4. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ФПС
Для анализа работы ФПС и сооружений с такими соединениями необходимы
фактические
данные
о
параметрах
исследуемых
соединений.
Экспериментальные
исследования работы ФПС достаточно трудоемки, однако в 1980-85 гг. такие исследования
были начаты в НИИ мостов А.Ю.Симкиным [3,11]. В частности, были получены записи Т(s)
для нескольких одноболтовых и четырехболтовых соединений.
Для анализа поведения ФПС были испытаны соединения с болтами диаметром 22, 24,
27 и 48 мм. Принятые размеры образцов обусловлены тем, что диаметры 22, 24 и 27 мм
являются наиболее распространенными. Однако при этом в соединении необходимо
размещение слишком большого количества болтов, и соединение становится громоздким.
Для уменьшения числа болтов необходимо увеличение их диаметра. Поэтому было
рассмотрено ФПС с болтами наибольшего диаметра 48 мм. Общий вид образцов показан на
рис. 4.1.
Рис. 4.1 Общий вид образцов ПС с болтами 48 мм
Пластины ФПС были выполнены из толстолистовой стали марки 10ХСНД.
Высокопрочные болты были изготовлены тензометрическими из стали 40Х "селект" в
соответствии с требованиями [6]. Контактные поверхности пластин были обработаны
протекторной цинкосодержащей грунтовкой ВЖС-41 после дробеструйной очистки. Болты
были предварительно протарированы с помощью электронного пульта АИ-1 и при сборке
соединений натягивались по этому же пульту в соответствии с тарировочными
зависимостями ручным ключом на заданное усилие натяжения N0.
4.

48.

АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ФПС
Для анализа работы ФПС и сооружений с такими соединениями
необходимы
фактические
данные
соединений.
Экспериментальные
о
параметрах
исследования
исследуемых
работы
ФПС
достаточно трудоемки, однако в 1980-85 гг. такие исследования были
начаты в НИИ мостов А.Ю.Симкиным [3,11]. В частности, были
получены
записи
Т(s)
для
нескольких
одноболтовых
и
четырехболтовых соединений.
Для анализа поведения ФПС были испытаны соединения с
болтами диаметром 22, 24, 27 и 48 мм. Принятые размеры образцов
обусловлены тем, что диаметры 22, 24 и 27 мм являются наиболее
Рис. 4.1 Общий вид образцов
распространенными. Однако при этом в соединении необходимо
ПС с болтами 48 мм
размещение слишком большого количества болтов, и соединение
становится громоздким. Для уменьшения числа болтов необходимо
увеличение их диаметра. Поэтому было рассмотрено ФПС с болтами
наибольшего диаметра 48 мм. Общий вид образцов показан на рис.
4.1.

49.

Пластины ФПС были выполнены из толстолистовой стали марки
10ХСНД.
Высокопрочные
тензометрическими
требованиями
из
[6].
стали
болты
40Х
Контактные
были
"селект"
в
поверхности
изготовлены
соответствии
пластин
с
были
обработаны протекторной цинкосодержащей грунтовкой ВЖС-41
после
дробеструйной
очистки.
Болты
были
предварительно
протарированы с помощью электронного пульта АИ-1 и при сборке
соединений натягивались по этому же пульту в соответствии с
тарировочными зависимостями ручным ключом на заданное усилие
натяжения N0.
Испытания проводились на пульсаторах в НИИ мостов и на
универсальном динамическом стенде УДС-100 экспериментальной
базы ЛВВИСКУ. В испытаниях на стенде импульсная нагрузка на ФПС
обеспечивалась путем удара движущейся массы М через резиновую
прокладку в рабочую тележку, связанную с ФПС жесткой тягой.
Масса и скорость тележки, а также жесткость прокладки подбирались
таким образом, чтобы при неподвижной рабочей тележке получился
импульс силы с участком, на котором сила сохраняет постоянное
значение, длительностью около 150 мс. Амплитудное значение
импульса силы подбиралось из условия некоторого превышения
несущей способности ФПС. Каждый образец доводился до реализации
полного смещения по овальному отверстию.
Во
время
испытаний
на
стенде
и
пресс-пульсаторах
контролировались следующие параметры:
• величина динамической продольной силы в пакете ФПС;
• взаимное смещение пластин ФПС;
• абсолютные скорости сдвига пластин ФПС;
• ускорение движения пластин ФПС и ударные массы (для
испытаний на стенде).

50.

После
каждого
нагружения
проводился
замер
напряжения
высокопрочного болта.
Из полученных в результате замеров данных наибольший интерес
представляют для нас зависимости продольной силы, передаваемой
на соединение (несущей способности ФПС), от величины подвижки S.
Эти зависимости могут быть получены теоретически по формулам,
приведенным выше в разделе 3. На рисунках 4.2 - 4.3 приведено
графическое
Рис. 4.2, 4.3 Экспериментальные диаграммы деформирования ФПС для
болтов 22 мм и 24 мм.
представление полученных диаграмм деформирования ФПС. Из
рисунков видно, что характер зависимостей Т(s) соответствует в
целом принятым гипотезам и результатам теоретических построений
предыдущего раздела. В частности, четко проявляются три участка
деформирования
соединения,
соединения:
после
до
проскальзывания
проскальзывания
листов
элементов
пакета
и
после
проскальзывания шайбы относительно наружного листа пакета.
Вместе
с
тем,
необходимо
отметить
существенный
разброс
полученных диаграмм. Это связано, по-видимому, с тем, что в
проведенных испытаниях принят наиболее простой приемлемый
способ обработки листов пакета. Несмотря на наличие существенного
разброса,
полученные
дальнейшей обработки.
диаграммы
оказались
пригодными
для

51.

В результате предварительной обработки экспериментальных
данных построены диаграммы деформирования нахлесточных ФПС. В
соответствии с ранее изложенными теоретическими разработками
эти диаграммы должны описываться уравнениями вида (3.14). В
указанные уравнения входят 9 параметров:
N0— начальное натяжение; f0 — коэффициент трения покоя;
k0
—
коэффициент,
определяющий
влияние
скорости
на
коэффициент трения скольжения;
k1— коэффициент износа по контакту трущихся листов пакета;
k2— коэффициент износа по контакту листа и шайбы;
Sпл
—
предельное
смещение,
при
котором
возникают
пластические деформации в теле болта;
S0— предельное смещение, при котором возникает срыв шайбы
болта относительно листа пакета;
к — коэффициент, характеризующий увеличение натяжения
болта вследствие геометрической нелинейности его работы;
q — коэффициент, характеризующий уменьшение натяжения
болта вследствие его пластической работы.
Обработка
экспериментальных
данных
заключалась
в
определении этих 9 параметров. При этом параметры варьировались
на сетке их возможных значений. Для каждой девятки значений
параметров по методу наименьших квадратов вычислялась величина
невязки
между
деформирования,
расчетной
причем
и
экспериментальной
невязка
суммировалась
диаграммами
по
точкам
цифровки экспериментальной диаграммы.
Для поиска искомых значений параметров для болтов диаметром
24 мм последние варьировались в следующих пределах:
k1, k2— от 0.000001 до 0.00001 с шагом 0.000001 Н; kv— от 0 до 1 с
шагом 0.1 с/мм;

52.

S0 — от величины Sпл до 25 с шагом 1 мм; Sпл — от 1 до 10 с шагом
1 мм;
q— от 0.1 до 1 с шагом 0.1 мм~1; f0— от 0.1 до 0.5 с шагом 0.05;
N0— от 30 до 60 с шагом 5 кН; к — от 0.1 до 1 с шагом 0.1;
Н
а рис.
4.4 и
4.5
приве
дены
харак
терн
Рис. 4.5
Рис.4.4
ые
диаграммы деформирования ФПС, полученные экспериментально и
соответствующие
им
теоретические
диаграммы.
Сопоставление
расчетных и натурных данных указывают на то, что подбором
параметров ФПС удается добиться хорошего совпадения натурных и
расчетных диаграмм деформирования ФПС. Расхождение диаграмм
на конечном их участке обусловлено резким падением скорости
подвижки
перед
остановкой,
не
учитываемым
в
рамках
предложенной теории расчета ФПС. Для болтов диаметром 24 мм
было обработано 8 экспериментальных диаграмм деформирования.
Результаты определения параметров соединения для каждой из
подвижек приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Результаты определения параметров ФПС
параметры k1106, k2
k ,
S0, SПЛ
q,
f0 N0, к
1
6
-1
N подвижки кН10 , с/мм мм мм мм
кН
1
кН1
11
32
0.25 11
9 0.0000 0.34 105 260
2
8
15
0,24 8
7 0.0004
0.36 152 90
1
3
12
27
0.44 13.5 11.2 0.0001
0.39 125 230
4
4
7
14
0.42 14.6 12 0.0001
0.29 193 130
2
1

53.

5
6
7
8
14
6
8
8
35
11
20
15
0.1
0.2
0.2
0.3
8
12
19
9
4.2
9
16
2.5
0.0006 0.3 370 310
0.0000 0.3 120 100
0.0000
0.3 106 130
2
0.0002
0.35 154 75
1
8
Приведенные в таблице 4.1 результаты вычислений параметров
соединения
были
статистически
обработаны
и
получены
математические ожидания и среднеквадратичные отклонения для
каждого из параметров. Их значения приведены в таблице 4.2. Как
видно
из
приведенной
таблицы,
значения
параметров
характеризуются значительным разбросом. Этот факт затрудняет
применение
одноболтовых
ФПС
с
поверхности (обжиг листов пакета).
одноболтовых
к
многоболтовым
рассмотренной
обработкой
Вместе с тем, переход от
соединениям
должен
снижать
разброс в параметрах диаграммы деформирования.
Таблица. 4.2.
Результаты статистической обработки значений параметров ФПС
Значения параметров
Параметры
математическо среднеквадратичн
соединени
е
ое
6я
1
ожидание
отклонение
k1 10 , КН9.25
2.76
6
1
k2 10 , кН21.13
9.06
kv с/мм
0.269
0.115
S0, мм
11.89
3.78
Sпл , мм
8.86
4.32
-1
q, мм
0.00019
0.00022
f0
0.329
0.036
Nо,кН
165.6
87.7
165.6
88.38
5. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ДИАГРАММЫ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ МНОГОБОЛТОВЫХ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ФПС)

54.

5.1. Общие положения методики расчета
многоболтовых ФПС
Имеющиеся теоретические и экспериментальные исследования
одноболтовых ФПС позволяют перейти к анализу многоболтовых
соединений. Для упрощения задачи примем широко используемое в
исследованиях фрикционных болтовых соединений предположение о
том, что болты в соединении работают независимо. В этом случае
математическое ожидание несущей способности T и дисперсию DT
(или среднеквадратическое отклонение T ) можно записать в виде:
T( s )
DT
(5.1)
T ( s , 1 , 2 ,... k ) p1( 1 ) p2 ( 2 )...pk ( k )d 1d 2 ...d k
2
( T T ) p1 p2 ... pk d 1d 2 ...d k
2
... T 2 p1 p2 ... pk d 1d 2 ...d k T
(5.2)
T DT
(5.3)
В приведенных формулах:
T ( s , 1 , 2 ,... k ) - найденная выше зависимость несущей способности
T от подвижки s и параметров соединения i; в нашем случае в
качестве параметров выступают коэффициент износа k, смещение
при срыве соединения S0 и др.
pi(ai) — функция плотности распределения i-го параметра; по
имеющимся данным нам известны лишь среднее значение i
и их
стандарт (дисперсия).
Для дальнейших исследований приняты два возможных закона
распределения
возможном
параметров
диапазоне
ФПС:
равномерное
в
некотором
изменения
параметров
min i max
и
нормальное. Если учесть, что в предыдущих исследованиях получены

55.

величины
математических
ожиданий
i и
стандарта
i ,
то
соответствующие функции плотности распределения записываются в
виде:
а) для равномерного распределения
1
pi
при 3 3
2 i 3
(5.4)
и pi = 0 в остальных случаях;
б) для нормального распределения
pi
1
i 2
e
a
i i
2 i 2
2
(5.5)
.
Результаты расчетного определения зависимостей T(s) и (s) при
двух законах распределения сопоставляются между собой, а также с
данными натурных испытаний двух, четырех, и восьми болтовых
ФПС.
5.2. Построение уравнений деформирования стыковых
многоболтовых ФПС
Для
вычисления
несущей
способности
соединения
сначала
рассматривается более простое соединение встык. Такое соединение
характеризуется всего двумя параметрами - начальной несущей
способностью Т0 и коэффициентом износа k. При этом несущая
способность одноболтового соединения описывается уравнением:
T=Toe-kas .
(5.6)
В случае равномерного распределения математическое ожидание
несущей способности соединения из п болтов составит:
k T 3
dk
dT
kas
T
e
2 k 3 2 T 3
3 k T 3
T0 T 3
T n
T0 T
nT0 e kas
sh( sa k 3 )
sa k
.
(5.7)

56.

При
нормальном
законе
распределения
математическое
ожидание несущей способности соединения из п болтов определится
следующим образом:
T n
kas
Te
1
T 2
( T T ) 2
e
2 T 2
1
k 2
( k k )2
e
2 k 2
dkdT
( k k )2
( T T ) 2
2
2
1
1
2 k
2 T
kas
n
Te
dT
e
e
dk
.
T 2
k 2
Если
учесть,
что
математическим
для
ожиданием
любой
случайной
функцией
x
величины
распределения
x
с
р(х}
выполняется соотношение:
x x p( x ) dx ,
то первая скобка. в описанном выражении для вычисления
несущей
способности
соединения
Т
равна
математическому
ожиданию начальной несущей способности Т0. При этом:
T nT0
1
k
kas
e
2
( k k )2
2 k 2
dk .
Выделяя в показателе степени полученного выражения полный
квадрат, получим:
T nT0
nT0
1
k 2
1
k 2
k k as k2 2 as k as k2
e
2 k2
2
dk
2
as 2
k k as k2
k
as k
2
2 k2
e
e
dk .
Подынтегральный член в полученном выражении с учетом
множителя
1
k 2
представляет не что иное, как функцию плотности
нормального распределения с математическим ожиданием k as k2 и

57.

среднеквадратичным отклонением k . По этой причине интеграл в
полученном выражении тождественно равен 1
и выражение для
несущей способности соединения принимает окончательный вид:
T nT0 e
ask
a 2 s 2 k2
2
.
(5.8)
Соответствующие принятым законам распределения дисперсии
составляют:
для равномерного закона распределения
T2
2
1 2 F ( 2 x ) F ( x ) ,
T0
2 2 ask
D nT0 e
где F ( x )
(5.9)
shx
; x sa k 3
x
для нормального закона распределения
2
2
2 1 A
A1
2
D n T0 T 1 ( A1 ) e T0 e 1 ( A ) ,
2
(5.10)
где A1 2 as( k2 as k ).
Представляет интерес сопоставить полученные зависимости с
аналогичными
зависимостями,
выведенными
выше
для
одноболтовых соединений.
Рассмотрим,
прежде
всего,
характер
изменения
несущей
способности ФПС по мере увеличения подвижки s и коэффициента
износа
k
для
случая
использования
равномерного
закона
распределения в соответствии с формулой (5.4). Для этого введем по
аналогии с (5.4) безразмерные характеристики изменения несущей
способности:
относительное падение несущей способности
sh( x )
kas
T
x
1
e
nT0
.
(5.11)

58.

коэффициент перехода от одноболтового к многоболтовому
соединению
1
T
nT0 e kas
Наконец
sh( x )
.
x
для
(5.12)
относительной
величины
среднеквадратичного
отклонения с с использованием формулы (5.9) нетрудно получить
1
nT0 e kas
2
1
T2 sh2 x shx
1
.
2 2 x
n
x
T
0
(5.13)
Аналогичные зависимости получаются и для случая нормального
распределения:
2
1 A
e 1 ( A ) ,
2
(5.14)
k2 s 2
1 2 kas
1 ( A ) ,
2
(5.15)
2 e
2
2
T2
1
A1 1 A
1 2 1 ( A1 ) e e 1 ( A ) ,
n
2
T0
(5.16)
где
k2 s 2
A
2 s ka ,
2
A1 2 As ( k2 sa k ) ,
( A )
2
A
2
z
e dz .
0
На рис. 5.1 - 5.2 приведены зависимости i и i от величины
подвижки s. Кривые построены при тех же значениях переменных,
что использовались нами ранее при построении зависимости T/T0 для
одноболтового соединения. Как видно из рисунков, зависимости i ( k , s )
аналогичны
зависимостям,
полученным
для
одноболтовых
соединений, но характеризуются большей плавностью, что должно
благоприятно сказываться на работе соединения и конструкции в
целом.
Особый интерес представляет с нашей точки зрения зависимость коэффициента перехода
i ( k , a , s ) . По своему смыслу математическое ожидание несущей способности многоболтового

59.

соединения T получается из несущей способности одноболтового соединения Т1 умножением на ,
т.е.:
T T1
(5.17)
Согласно (5.12) lim x 1 . В частности, 1 при неограниченном увеличении
математического ожидания коэффициента износа k или смещения s. Более того, при выполнении
условия
k k 3
(5.18)
будет иметь место неограниченный рост несущей способности ФПС с увеличением подвижки s,
что противоречит смыслу задачи.
Полученный результат ограничивает возможность применения равномерного распределения
условием (5.18).
Что касается нормального распределения, то возможность его применения определяется
пределом:
lim 2
s
1
lim e ( kas A ) 1 ( A ) .
2 s
Для анализа этого предела учтем известное в теории вероятности соотношение:
x2
1 2 1
lim 1 x lim
e
.
x
x
x
2

60.

1=
а)
2=Т/nT0
S, мм
Подвижка S, мм
Рис.5.1. Графики зависимости расчетного снижения несущей способности ФПС от величины
подвижки в соединении при различной толщине пакета листов l
а) при использовании равномерного закона распределения параметров ФПС
б) при использовании нормального закона распределения параметров ФПС
● - l=20мм; ▼ - l=30мм; □ - l=40мм; - l=50мм; - l=60мм; ○ - l=70мм; - l=80мм;

61.

1
а)
S, мм
Коэффициент перехода 2
б)
Подвижка S, мм
Рис.5.2. Графики зависимости коэффициента перехода от одноболтового к многоболтовому ФПС
от величины подвижки в соединении при различной толщине пакета листов l
а) при использовании равномерного закона распределения параметров ФПС
б) при использовании нормального закона распределения параметров ФПС
● - l=20мм; - l=30мм; □ - l=40мм; - l=50мм; - l=60мм; ○ - l=70мм; - l=80мм
С учетом сказанного получим:

62.

A2
1
1 2 1
0.
lim 2 lim e kas A
e
s
s 2
A
2
(5.19)
Предел (5.19) указывает на возможность применения нормального закона распределения при
любых соотношениях k и k.
Результаты обработки экспериментальных исследований, выполненные ранее, показывают, что
разброс значений несущей способности ФПС для случая обработки поверхностей соединяемых
листов путем нанесения грунтовки ВЖС достаточно велик и достигает 50%. Однако даже в этом
случае применение ФПС вполне приемлемо, если перейти от одноболтовых к многоболтовым
соединениям. Как следует из полученных формул (5.13, 5.16), для среднеквадратичного отклонения
1 последнее убывает пропорционально корню из числа болтов.
На рисунке 5.3 приведена
зависимость относительной величины среднеквадратичного отклонения 1 от безразмерного
параметра х для безразмерной подвижки 2-х, 4-х, 9-ти и 16-ти болтового соединений. Значения T и
T0 приняты в соответствии с данными выполненных экспериментальных исследований. Как видно из
графика, уже для 9-ти болтового соединения разброс значений несущей способности Т не
превосходит 25%, что следует считать вполне приемлемым.
Рис.5.3. Зависимость относительного разброса несущей
способности ФПС от величины подвижки при различном
числе болтов n
5.3. Построение уравнений деформирования
нахлесточных многоболтовых соединений

63.

Распространение использованного выше подхода на расчет нахлесточных соединений
достаточно громоздко из-за большого количества случайных параметров, определяющих работу
соединения. Однако с практической точки зрения представляется важным учесть лишь
максимальную силу трения Тmax, смещение при срыве соединения S0 и коэффициент износа k. При
этом диаграмма деформирования соединения между точками (0,Т0) и (S0, Tmax) аппроксимируется
линейной зависимостью. Для учета излома графика T(S) в точке S0 введена функция :
1 при 0 S S 0
0 при S S 0
S , S 0
(5.20)
При этом диаграмма нагружения ФПС описывается уравнением:
T ( S ) T1 ( S , S0 ,T0 ,Tmax ) ( S , S0 ) T2 ( S ,Tmax ,k , S0 ) 1 ( S , S0 ) ,
где T1( S ) T0 ( Tmax T0 )
S
,
S0
(5.21)
T2 ( S ) Tmax e ka( S S0 ) .
Математическое ожидание несущей способности нахлесточного соединения из n болтов
определяется следующим интегралом:
T ( S ) p( k ) p( S0 ) p( Tmax ) dk dS0 dT0 dTmax n I1 I 2
T n
(5.22)
k S0 T0 Tmax
Обратимся сначала к вычислению первого интеграла. После подстановки в (5.22)
представления для Т1 согласно (5.20) интеграл I1 может быть представлен в виде суммы трех
интегралов:
s
I 1 T0 ( Tmax T0 ) s , S 0 p( S 0 ) p( T0 ) p( Tmax )
S0
S0 T0 Tmax
dS 0 dT0 dTmax I 1,1 I 1,2 I 1,3
(5.23)
где
I1,1
T0 p( T0 ) ( s ,S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax )dTmax dS0 dT0
S0 T0 Tmax
T0 p( T0 )dT0 s , S0 p( S0 )dS0 Tmax p( Tmax )dTmax
T0
S0
Tmax
Если учесть, что для любой случайной величины x выполняются соотношения:
p( x )dx 1
и
то получим
I 1,1 T ( s , S0 )p( S0 ) dS0 .
S0
Аналогично
xp( x )dx x ,

64.

s
I1,2
Tmax S0 ( s ,S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0 T0 Tmax
( s , S0 )
T max
S0
S0
p( S0 ) dS0 .
s
I1,3
T0 S0 ( s ,S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0 T0 Tmax
T0
( s , S0 )
S0
S0
p( S0 ) dS0 .
Если ввести функции
1 ( s ) ( s , S 0 ) p( S 0 ) dS0
(5.24)
и
( s , S0 )
S0
1( s )
p( S 0 ) dS0 ,
(5.25)
то интеграл I1 можно представить в виде:
I 1 T 1( s ) ( T max T 0 )s 2 ( s ).
(5.26)
Если учесть, что на первом участке s < S0, то с учетом (5.20) формулы (5.24) и (5.25) упростятся
и примут вид:
1( s ) p( S0 )dS0
(5.27)
s
2( s )
s
p( S0 )
dS0 .
S0
(5.28)
Для нормального распределения p(S0) функция 1 1 erf ( s ) , а
функция записывается в виде:
( S0 S 0 )2
2
s
e
2 s2
S0
dS0 .
(5.29)
Для равномерного распределения функции 1 и 2 могут быть
представлены аналитически:
1 при s S 0 s 3
1 S0 s 3 s при S 0 s 3 s S 0 s 3
0 при s S 0 s 3 .
(5.30)

65.

S0 s 3
1
ln
при s S 0 s 3
2 s 3 S 0 s 3
S0 s 3
1
2
ln
при S 0 s 3 s S 0 s 3
s
2 s 3
0 при s S 0 s 3
Аналитическое
представление
для
(5.31)
интеграла
(5.23)
весьма
сложно. Для большинства видов распределений его целесообразно
табулировать; для равномерного распределения интегралы I1 и I2
представляются в замкнутой форме:
S0 s 3
S
ln
при S S 0 s 3
T 0 ( T max T 0 )
2 s 3 S 0 s 3
S0 s 3
S0 s 3
1
( T max T 0 )S ln
I1
T 0 S 0 s 3 S ln
(5.32)
s
s
2 s 3
при S 0 s 3 S S 0 s 3
0 при S S 0 3
s
0 при S S 0 s 3
I2 T m
F( S ) F( s 3 )
2
3
s
(5.33)
при S S 0 s 3 ,
причем F ( x ) Ei ax( k k 3 ) Ei ax( k k 3 ) . В формулах (5.32, 5.33)
Ei - интегральная показательная функция.
Полученные
экспериментальных
формулы
подтверждены
исследований
многоболтовых
результатами
соединений
и
рекомендуются к использованию при проектировании сейсмостойких
конструкций с ФПС.

66.

42
6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФПС И СООРУЖЕНИЙ С
ТАКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Технология изготовления ФПС включает выбор материала элементов соединения,
подготовку контактных поверхностей, транспортировку и хранение деталей, сборку
соединений. Эти вопросы освещены ниже.
6.1. Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий
контактных поверхностей стальных деталей ФПС
и опорных поверхностей шайб
Для ФПС следует применять высокопрочные болты по ГОСТ 553-77, гайки по ГОСТ
22354-74, шайбы по ГОСТ 22355-75 с обработкой опорной поверхности по указаниям
раздела 6.4 настоящего пособия. Основные размеры в мм болтов, гаек и шайб и расчетные
площади поперечных сечений в мм2 приведены в табл.6.1.
Таблица 6.1.
Номиналь
Расчетная
Высота
Высота
ный
площадь
головки
гайки
диаметр по сечения
телу по резьбе
по
Размер
Диаметр
Размеры шайб
Толщина
Диаметр
под ключ опис.окр.
внутр.
нар.
гайки
27
29,9
4
18
37
болта
16
201
157
12
15
18
255
192
13
16
30
33,3
4
20
39
20
314
245
14
18
32
35,0
4
22
44
22
380
303
15
19
36
39,6
6
24
50
24
453
352
17
22
41
45,2
6
26
56
27
573
459
19
24
46
50,9
6
30
66
30
707
560
19
24
46
50,9
6
30
66
36
1018
816
23
29
55
60,8
6
39
78
42
1386
1120
26
34
65
72,1
8
45
90
48
1810
1472
30
38
75
83,4
8
52
100
Полная длина болтов в случае использования шайб по ГОС 22355-75 назначается в
соответствии с данными табл.6.2.
6.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФПС И

67.

СООРУЖЕНИЙ С ТАКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Технология
элементов
изготовления
соединения,
транспортировку
и
ФПС
включает
подготовку
хранение
выбор
контактных
деталей,
сборку
материала
поверхностей,
соединений.
Эти
вопросы освещены ниже.
6.1.
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий
контактных поверхностей стальных деталей ФПС и
опорных поверхностей шайб
Для ФПС следует применять высокопрочные болты по ГОСТ 55377, гайки по ГОСТ 22354-74, шайбы по ГОСТ 22355-75 с обработкой
опорной поверхности по указаниям раздела 6.4 настоящего пособия.
Основные размеры в мм болтов, гаек и шайб и расчетные площади
поперечных сечений в мм2 приведены в табл.6.1.
Таблица 6.1.
Номина Расчетная Высота Высот Разме Диамет
льный
диаметр
болта
площадь головк
сечения
и
а
р под
р
Размеры шайб
Диаметр
внут нар.
на
Толщи
гайки ключ опис.ок
по
р.
р. гайки
по телу по
16
201 резьбе
157
12
15
27
29,9
4
18
37
18
255 192
13
16
30
33,3
4
20
39
20
314 245
14
18
32
35,0
4
22
44
22
380 303
15
19
36
39,6
6
24
50
24
453 352
17
22
41
45,2
6
26
56
27
573 459
19
24
46
50,9
6
30
66
30
707 560
19
24
46
50,9
6
30
66
36
1018 816
23
29
55
60,8
6
39
78

68.

42
1386 1120
26
34
65
72,1
8
45
90
48
1810 1472
30
38
75
83,4
8
52
100
Полная длина болтов в случае использования шайб по ГОС 2235575 назначается в соответствии с данными табл.6.2.
Таблица 6.2.
Номинальна Длина резьбы 10 при номинальном диаметре
16 18 20 22 24 27 30 36 42 48
я
длина резьбы d
40
*
45
38 *
стержня
50
38 42 *
55
38 42 46 *
60
38 42 46 50 *
65
38 42 46 50 54
70
38 42 46 50 54 60
75
38 42 46 50 54 60 66
80
38 42 46 50 54 60 66
85
38 42 46 50 54 60 66
90
38 42 46 50 54 60 66 78
95
38 42 46 50 54 60 66 78
100
38 42 46 50 54 60 66 78
105
38 42 46 50 54 60 66 78 90
110
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
115
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
120
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
125
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
130
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
140
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
150
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
160,
170,
190,
200, 44 48 52 56 60 66 72 84 96 108
180
240,260,280,
220
Примечание:
знаком * отмечены болты с резьбой по всей длине стержня.
300
Для консервации контактных поверхностей стальных деталей
следует применять фрикционный грунт ВЖС 83-02-87 по ТУ. Для
нанесения на опорные поверхности шайб методом плазменного
напыления антифрикционного покрытия следует применять в
качестве материала подложки интерметаллид ПН851015 по ТУ14-1-3282-81, для несущей структуры - оловянистую бронзу
БРОФ10-8 по ГОСТ, для рабочего тела - припой ПОС-60 по ГОСТ.

69.

Примечание: Приведенные данные действительны при сроке
хранения несобранных конструкций до 1 года.
6.2. Конструктивные требования к соединениям
В
конструкциях
соединений
должна
быть
обеспечена
возможность свободной постановки болтов, закручивания гаек и
плотного
стягивания
постановки
с
пакета
болтами
применением
во
всех
местах
их
динамометрических
ключей
и
гайковертов.
Номинальные
диаметры
круглых
и
ширина
овальных
отверстий в элементах для пропуска высокопрочных болтов
принимаются по табл.6.3.
Таблица 6.3.
Группа
Номинальный диаметр болта в мм.
16 18 20 22 24 27 30 36 42 48
соединений
Определяющи 17 19 21 23 25 28 32 37 44 50
х геометрию
Не
20
23
25
28
30
33
36
40
45
52
элементах
для
пропуска
определяющи
Длины овальных
х геометрию
отверстий
в
высокопрочных болтов назначают по результатам вычисления
максимальных абсолютных смещений соединяемых деталей для
каждого ФПС по результатам предварительных расчетов при
обеспечении
несоприкосновения
болтов
о
края
овальных
отверстий, и назначают на 5 мм больше для каждого возможного
направления смещения.
ФПС следует проектировать возможно более компактными.
Овальные отверстия одной детали пакета ФПС могут быть не
сонаправлены.
Размещение болтов в овальных отверстиях при сборке ФПС
устанавливают
с
учетом
назначения
смещений соединяемых элементов.
ФПС
и
направления

70.

При необходимости в пределах одного овального отверстия
может быть размещено более одного болта.
Все
контактные
поверхности
деталей
ФПС,
являющиеся
внутренними для ФПС, должны быть обработаны грунтовкой
ВЖС 83-02-87 после дробеструйной (пескоструйной) очистки.
Не допускается осуществлять подготовку тех поверхностей
деталей ФПС, которые являются внешними поверхностями ФПС.
Диаметр болтов ФПС следует принимать не менее 0,4 от
толщины соединяемых пакета соединяемых деталей.
Во всех случаях несущая способность основных элементов
конструкции, включающей ФПС, должна быть не менее чем на
25%
больше
несущей
способности
ФПС
на
фрикционно-
неподвижной стадии работы ФПС.
Минимально
допустимое
расстояние
от
края
овального
отверстия до края детали должно составлять:
- вдоль направления смещения >= 50 мм.
- поперек направления смещения >= 100 мм.
В соединениях прокатных профилей с непараллельными
поверхностями
полок
или
при
наличии
непараллельности
наружных плоскостей ФПС должны применяться клиновидные
шайбы, предотвращающие перекос гаек и деформацию резьбы.
Конструкции
ФПС
и
конструкции,
обеспечивающие
соединение ФПС с основными элементами сооружения, должны
допускать
возможность
ведения
последовательного
не
нарушающего связности сооружения ремонта ФПС.
6.3. Подготовка контактных поверхностей элементов
и методы контроля.
Рабочие контактные поверхности элементов и деталей ФПС
должны быть подготовлены посредством либо пескоструйной

71.

очистки
в
соответствии
с
указаниями
ВСН
163-76,
либо
дробеструйной очистки в соответствии с указаниями.
Перед обработкой с контактных поверхностей должны быть
удалены заусенцы, а также другие дефекты, препятствующие
плотному прилеганию элементов и деталей ФПС.
Очистка должна производиться в очистных камерах или под
навесом,
или
на
открытой
площадке
при
отсутствии
атмосферных осадков.
Шероховатость поверхности очищенного металла должна
находиться в пределах 25-50 мкм.
На очищенной поверхности не должно быть пятен масел,
воды и других загрязнений.
Очищенные
контактные
соответствовать
первой
поверхности
степени
удаления
должны
окислов
и
обезжиривания по ГОСТ 9022-74.
Оценка
шероховатости
контактных
поверхностей
производится визуально сравнением с эталоном или другими
апробированными способами оценки шероховатости.
Контроль степени очистки может осуществляться внешним
осмотром поверхности при помощи лупы с увеличением не менее
6-ти кратного. Окалина, ржавчина и другие загрязнения на
очищенной поверхности при этом не должны быть обнаружены.
Контроль
степени
обезжиривания
осуществляется
следующим образом: на очищенную поверхность наносят 2-3
капли бензина и выдерживают не менее 15 секунд. К этому
участку поверхности прижимают кусок чистой фильтровальной
бумаги и держат до полного впитывания бензина. На другой
кусок фильтровальной бумаги наносят 2-3 капли бензина. Оба
куска выдерживают до полного испарения бензина. При дневном
освещении
сравнивают
внешний
вид
обоих
кусков

72.

фильтровальной
бумаги.
Оценку
степени
обезжиривания
определяют по наличию или отсутствию масляного пятна на
фильтровальной бумаге.
Длительность
перерыва
между
пескоструйной
очисткой
поверхности и ее консервацией не должна превышать 3 часов.
Загрязнения, обнаруженные на очищенных поверхностях, перед
нанесением консервирующей грунтовки ВЖС 83-02-87 должны
быть
удалены
жидким
калиевым
стеклом
или
повторной
очисткой. Результаты проверки качества очистки заносят в
журнал.
6.4. Приготовление и нанесение протекторной
грунтовки ВЖС 83-02-87. Требования к
загрунтованной поверхности. Методы контроля
Протекторная грунтовка ВЖС 83-02-87 представляет собой
двуупаковочный
лакокрасочный
материал,
состоящий
из
алюмоцинкового сплава в виде пигментной пасты, взятой в
количестве 66,7% по весу, и связующего в виде жидкого
калиевого стекла плотностью 1,25, взятого в количестве 33,3%
по весу.
Каждая
партия
документации
поступившие
на
материалов
должна
соответствие
ТУ.
без
быть
проверена
Применять
документации
по
материалы,
завода-изготовителя,
запрещается.
Перед смешиванием составляющих протекторную грунтовку
ингредиентов
следует
довести
жидкое
калиевое
стекло
до
необходимой плотности 1,25 добавлением воды.
Для приготовления грунтовки ВЖС 83-02-87 пигментная
часть и связующее тщательно перемешиваются и доводятся до
рабочей вязкости 17-19 сек. при 18-20°С добавлением воды.

73.

Рабочая вязкость грунтовки определяется вискозиметром ВЗ4 (ГОСТ 9070-59) по методике ГОСТ 17537-72.
Перед
и
во
время
нанесения
следует
перемешивать
приготовленную грунтовку до полного поднятия осадка.
Грунтовка
ВЖС
83-02-87
сохраняет
малярные
свойства
(жизнеспособность) в течение 48 часов.
Грунтовка ВЖС 83-02-87 наносится под навесом или в
помещении. При отсутствии атмосферных осадков нанесение
грунтовки можно производить на открытых площадках.
Температура воздуха при произведении работ по нанесению
грунтовки ВЖС 83-02-87 должна быть не ниже +5°С.
Грунтовка
ВЖС
83-02-87
может
наноситься
методами
пневматического распыления, окраски кистью, окраски терками.
Предпочтение следует отдавать пневматическому распылению.
Грунтовка ВЖС 83-02-87 наносится за два раза по взаимно
перпендикулярным
направлениям
с
промежуточной
сушкой
между слоями не менее 2 часов при температуре +18-20°С.
Наносить грунтовку следует равномерным сплошным слоем,
добиваясь окончательной толщины нанесенного покрытия 90110 мкм. Время нанесения покрытия при естественной сушке при
температуре воздуха 18-20 С составляет 24 часа с момента
нанесения последнего слоя.
Сушка загрунтованных элементов и деталей во избежание
попадания
атмосферных
осадков
и
других
загрязнений
на
невысохшую поверхность должна проводится под навесом.
Потеки, пузыри, морщины, сорность, не прокрашенные места
и другие дефекты не допускаются. Высохшая грунтовка должна
иметь серый матовый цвет, хорошее сцепление (адгезию) с
металлом и не должна давать отлипа.

74.

Контроль
толщины
покрытия
осуществляется
магнитным
толщиномером ИТП-1.
Адгезия определяется методом решетки в соответствии с
ГОСТ
15140-69
на
контрольных
образцах,
окрашенных
по
принятой технологии одновременно с элементами и деталями
конструкций.
Результаты
проверки
качества
защитного
покрытия
заносятся в Журнал контроля качества подготовки контактных
поверхностей ФПС.
6.4.1 Основные требования по технике безопасности
при работе
с грунтовкой ВЖС 83-02-87
Для обеспечения условий труда необходимо соблюдать:
"Санитарные
применением
правила
ручных
при
окрасочных
распылителей"
работах
с
(Министерство
здравоохранения СССР, № 991-72)
"Инструкцию по санитарному содержанию помещений и
оборудования производственных предприятий" (Министерство
здравоохранения СССР, 1967 г.).
При
пневматическом
увеличения
методе
туманообразования
распыления,
во
и
лакокрасочного
расхода
избежание
материала, должен строго соблюдаться режим окраски. Окраску
следует производить в респираторе и защитных очках. Во время
окрашивания
в
располагаться
таким
материала
имела
закрытых
образом,
направление
помещениях
маляр
чтобы
лакокрасочного
струя
преимущественно
в
должен
сторону
воздухозаборного отверстия вытяжного зонта. При работе на
открытых площадках маляр должен расположить окрашиваемые

75.

изделия так, чтобы ветер не относил распыляемый материал в
его сторону и в сторону работающих вблизи людей.
Воздушная магистраль и окрасочная аппаратура должны
быть оборудованы редукторами давления и манометрами. Перед
началом
работы
маляр
должен
проверить
герметичность
шлангов, исправность окрасочной аппаратуры и инструмента, а
также
надежность
присоединения
краскораспределителю
воздушных
и
шлангов
воздушной
к
сети.
Краскораспределители, кисти и терки в конце рабочей смены
необходимо
тщательно
очищать
и
промывать
от
остатков
грунтовки.
На каждом бидоне, банке и другой таре с пигментной частью
и связующим должна быть наклейка или бирка с точным
названием и обозначением этих материалов. Тара должна быть
исправной с плотно закрывающейся крышкой.
При приготовлении и нанесении грунтовки ВЖС 83-02-87
нужно соблюдать осторожность и не допускать ее попадания на
слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.
Рабочие
и
ИТР,
работающие
на
участке
консервации,
допускаются к работе только после ознакомления с настоящими
рекомендациями, проведения инструктажа и проверки знаний по
технике
безопасности.
На
участке
консервации
и
в
краскозаготовительном помещении не разрешается работать без
спецодежды.
Категорически запрещается прием пищи во время работы.
При попадании составных частей грунтовки или самой грунтовки
на слизистые оболочки глаз или дыхательных путей необходимо
обильно промыть загрязненные места.

76.

6.4.2 Транспортировка и хранение элементов и
деталей, законсервированных грунтовкой
ВЖС 83-02-87
Укладывать,
хранить
законсервированные
элементы
исключить
возможность
и
и
транспортировать
детали
нужно
механического
так, чтобы
повреждения
и
загрязнения законсервированных поверхностей.
Собирать можно только те элементы и детали, у которых
защитное
покрытие
контактных
высохло.
Высохшее
защитное
поверхностей
полностью
покрытие
контактных
поверхностей не должно иметь загрязнений, масляных пятен и
механических повреждений.
При наличии загрязнений и масляных пятен контактные
поверхности
должны
быть
обезжирены.
Обезжиривание
контактных поверхностей, законсервированных ВЖС 83-02-87,
можно
производить
водным
раствором
жидкого
калиевого
стекла с последующей промывкой водой и просушиванием.
Места механических повреждений после обезжиривания должны
быть подконсервированы.
6.5. Подготовка и нанесение антифрикционного
покрытия на опорные поверхности шайб
Производится очистка только одной опорной поверхности
шайб в дробеструйной камере каленой дробью крупностью не
более 0,1 мм. На отдробеструенную поверхность шайб методом
плазменного напыления наносится подложка из интерметаллида
ПН851015 толщиной . …..м. На подложку из интерметаллида
ПН851015 методом плазменного напыления наносится несущий
слой
оловянистой
бронзы
БРОФ10-8.
На
несущий
слой

77.

оловянистой бронзы БРОФ10-8 наносится способом лужения
припой ПОС-60 до полного покрытия несущего слоя бронзы.
6.6. Сборка ФПС
Сборка
ФПС
фрикционным
проводится
покрытием
с
использованием
одной
из
шайб
поверхностей,
с
при
постановке болтов следует располагать шайбы обработанными
поверхностями внутрь ФПС.
Запрещается
деталей
ФПС.
очищать
внешние
Рекомендуется
поверхности
использование
внешних
неочищенных
внешних поверхностей внешних деталей ФПС.
Каждый болт должен иметь две шайбы (одну под головкой,
другую под гайкой). Болты и гайки должны быть очищены от
консервирующей смазки, грязи и ржавчины, например, промыты
керосином и высушены.
Резьба болтов должна быть прогнана путем провертывания
гайки от руки на всю длину резьбы. Перед навинчиванием гайки
ее резьба должна быть покрыта легким слоем консистентной
смазки.
Рекомендуется следующий порядок сборки:
совмещают отверстия в деталях и фиксируют их взаимное
положение;
устанавливают
гайковертами
на
болты
90%
от
и
осуществляют
проектного
их
усилия.
натяжение
При
сборке
многоболтового ФПС установку болтов рекомендуется начать с
болта находящегося в центре тяжести поля установки болтов, и
продолжать установку от центра к границам поля установки
болтов;
после
проверки
герметизацию ФПС;
плотности
стягивания
ФПС
производят

78.

болты затягиваются до нормативных усилий натяжения
динамометрическим ключом.
Методичка учебное пособие для студентов
строительных вузов пособие по усиление и
реконструкция пролетного строения мостового
сооружения с использованием комбинированных
пространственных структур для сейсмоопасных
районов
Методичка учебное пособие для студентов
строительных вузов по усиление и повышение
грузоподъемности пролетного строения мостового
сооружения с шпренгельным усилением
металлических железнодорожных мостов с ездой по
низу на безбалластных плитах мостового полотна,
пролетами 33-110 метров с большими перемещениями
для сейсмоопасных районов Patent US 6,892, 410 B2
May 17, 2005
Благодаря взаимодействию между
вспомогательными треугольными
конструктивными рамами, каждая из которых
выполнена на противоположных концах
ферменной балки или арочной балки, и тросом,
натянутым между вспомогательными
треугольными конструктивными рамами, к

79.

ферменной балке или арочной балке
прикладывается направленное вверх усилие, тем
самым эффективно создавая усилие
сопротивления нагрузке.
Усилительная конструкция ферменного моста или
арочного перемычки состоит из ферменной балки
или арочного прогона, первый и второй концы
которых снабжены основным треугольным
конструктивным каркасом. Основной
треугольный конструктивный каркас снабжен с
внутренней стороны вспомогательным
треугольным конструктивным каркасом
Трос проходит в продольном направлении
ферменного моста, будучи натянутым между
близлежащей частью соединяемой детали на
одной из вершин вспомогательной треугольной
конструктивной рамы со стороны первого конца
ферменной балки
или арочной балки и близлежащую часть
соединяемой детали на соответствующей одной из
вершин вспомогательной треугольной
конструктивной рамы со стороны второго конца
стропильной балки или арочной балки.
Отклоняющая конструкция, приспособленная для
приложения направленного вниз усилия к тросу,
вставляется между тросом и нижним поясом
ферменной балки или арочной балки для

80.

натяжения троса, и направленное вверх усилие
прикладывается к нижнему поясу за счет силы
реакции, относящейся к натяжению троса через
отклоняющая конструкция.
Учебно-методическим объединением по образованию
в области железнодорожного транспорта и
транспортного строительства в качестве учебного
пособия для студентов строительных вузов для
разработки курсовых работ и гуманитарной и
интеллектуальной помощи инженерным и
железнодорожным войскам истекающей кровью из –
за отсутствия научной методики по скоростному
повышению грузоподъемности пролетных строений
мостовых сооружений, хотя бы повысить
грузоподъемность до 60- 90 тонн, за 24 часа как в
КНР и СЩА, для грузовых автомашин и военной
техники Все для Фронта Все для Победы
Уздин А М, Егорова О А , Коваленко А.И Усиление
и реконструкция мостов на автомобильных дорогах с
использованием шпренгельного усиления
пролетного строения мостового сооружения с
использованием трехгранных структур и балочных
ферм для сейсмоопасных районо [Текст]: учеб.
пособие / А.М. Уздин; О.А.Егорова под общ. ред.
аспирант СПбЗНИИЭП . А.И. Коваленко; СПб ГАСУ .
гос. арх.- строит. ун-т. - СПб, 2024. - 8 с.
Рассмотрены вопросы содержания мостов на
автомобильных дорогах, их обследования, испытаний

81.

и методы определения грузоподъемности. Подробно,
на многих примерах, разобраны способы усиления и
реконструкции железобетонных и металлических
мостов. Приведены методы определения расчета
экономической целесообразности реконструкции
мостов с учетом их технического состояния и
определения стоимости работ.

82.

Разгрузка конструкций и усиление и реконструкция
пролетного строения мостового сооружения с
использованием комбинированных пространственных
структур для сейсмоопасных районов , зависит

83.

от собственного веса может быть осуществлена
различными способами в зависимости от местных
условий, особенностей конструкции и способа
усиления. Решение выбирают на основании техникоэкономического обоснования вариантов усиления.
Когда высота моста небольшая и воды в реке немного,
при усилении балочных разрезных пролетных

84.

строений их разгрузка может быть произведена путем
поддомкрачивания. Для этого под пролетным
строением устанавливают временные опоры или
шпальные клетки и пролетные строения
поддомкрачиваются. После усиления и снятия
разгружающих устройств элементы усиления
(добавочная арматура, шпренгели) будут работать не
только на усилия от временной нагрузки, но и от
собственного веса пролетных строений.

85.

4.2 . Усиление пролетных строений изменением
расчетной схемы
Усиление разрезных железобетонных балок может
быть произведено путем превращения их в
неразрезные (рис. 4.5). Опорный участок при этом
омоноличивается, возникающий на опоре
отрицательный изгибающий момент воспринимается

86.

предварительно напряженной арматурой. Напряжения
в пучках арматуры разгружают перенапряженные
элементы. Эти особенности усиления
путем изменения расчетной схемы конструкции
делают данный способ во многих случаях выгодным.
Шпренгели составляют из двух ветвей,
располагаемых симметрично по отношению к ребру
главной балки.
Заключение по учебному пособию для студентов
строительных вузов по усиление и повышение
грузоподъемности пролетного строения мостового
сооружения с шпренгельным усилением
металлических железнодорожных мостов с ездой по
низу на безбалластных плитах мостового полотна,
пролетами 33-110 метров с большими перемещениями
для сейсмоопасных районов Patent US 6,892, 410 B2
May 17, 2005
Рассмотренные в пособии вопросы позволят
студентам лучше изучить методы усиления и
реконструкции мостов, способы их расчета, методы
производства работ и условия применения и усиление
и реконструкция пролетного строения мостового
сооружения с использованием комбинированных
пространственных структур для сейсмоопасных
районов

87.

Методы усиления и реконструкции мостов имеют
много различных решений. Одно из самых
экономичных является усиление и реконструкция
пролетного строения мостового сооружения с
использованием комбинированных пространственных
структур для сейсмоопасных районов
Выбор наиболее рационального и экономичного
решения для конкретного случая - задача студентов
при курсовом и дипломном проектировании.
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Содержание мостов, труб и других искусственных
сооружений - это надзор за их состоянием и
проведение необходимых ремонтных работ по
предупреждению появления и устранению на ранней
стадии развития возникающих в сооружениях
расстройств и повреждений.
Содержание искусственных сооружений должно
обеспечивать исправное их состояние для
бесперебойного и безопасного движения
автотранспорта с установленными скоростями и
длительным сроком службы всех элементов
конструкции. Содержание включает в себя комплекс
мероприятий и работ, состоящих из текущего
содержания и ремонта.

88.

Усилением моста - это увеличение
грузоподъемности. Необходимость в усилении
возникает вследствие потери конструкций несущей
способности (физический износ) или возрастания
нагрузок (моральный износ). В отличие от ремонтных
работ при усилении конструкция усиляемого элемента
может быть изменена, тогда как при ремонте
конструкция сохраняется. Но генеральные размеры
сооружения при усилении сохраняются.
Реконструкция моста - это капитальное
переустройство, повышающее его технические
характеристики, при котором в общем случае
понимается приспособление его к новым
изменившимся эксплуатационным нормам и
требованиям. При реконструкции изменяются
генеральные размеры: габарит моста, его
грузоподъемность; может быть изменена его схема,
увеличен подмостовой габарит, расположение моста в
плане и профиле, увеличена пропускная способность.
При реконструкции может быть сделано усиление
отдельных элементов или всего моста. Наиболее
распространенным видом реконструкции мостов на
автомобильных дорогах является их уширение и
увеличение грузоподъемности.
Грузоподъемность - это наибольшая масса (класс)
транспортного средства определенного вида, которая
может быть безопасно пропущена в транспортном
потоке или отдельном порядке по сооружению.

89.

Несущая способность - это предельное усилие,
которое может быть воспринято сечением элемента до
достижения им предельного состояния.
Дефект - это каждое отдельное несоответствие
конструкции установленным требованиям.
Повреждение - это недостаток в виде нарушения
формы или целостности элемента, возникающее в
результате силового, температурного или влажностного воздействия, приводящее к снижению его
грузоподъемности и долговечности.
Накладные расходы - это расходы, связанные с
обслуживанием строительного производства,
содержанием аппарата управления и
административных зданий, техникой безопасности,
разъездным характером работ и т.д.
Нормативная прибыль - это плановая прибыль
строительной организации, включаемая в сметную
стоимость строительно-монтажных работ.
Капитальные затраты - это единовременные
вложения, связанные с производством работ по
строительству и реконструкции
Эксплуатационные затраты - это текущие затраты
связанные с содержанием мостов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы - М., Изд-во
Госстрой, 1985 - 199с.
2. СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги - М., Издво Госстрой, 1986 - 51с.

90.

3. СНиП 11-44-78 Автодорожные тоннели - М., Изд-во
Госстрой, 1978.
4. ГОСТ 24-451-80 Автодорожные тоннели - М., Издво Стандартов, 1980..
5. ГОСТ 26775-97 Габариты подмостовых судоходных
пролетов - М., Изд- во Стандартов, 1997.
6. СНиП 3.06.07-86 Мосты и трубы. Правила
обследований и испытаний - М., Изд-во Госстрой, 1986
- 40 с.
7. ГОСТ 19537-83 Антикоррозионная смазка
«Пушечная».
8. СНиП II-22-81 Каменные и армокаменные
конструкции - М., Стройиздат, 1983.
9. ВСН 32-89 Инструкция по определению
грузоподъемности железобетонных балочных
пролетных строений эксплуатируемых автодорожных
мостов - М., Транспорт, 1991 - 165с.
10. ВСН 51-88 Инструкция по уширению
автодорожных мостов - М., Минав- тодор РСФСР,
1989.
11. ВСН 4-81 Инструкция по проведению осмотров
мостов и труб на автомобильных дорогах - М.,
Минавтодор РСФСР, 1981.
12. Брик А.А., Давыдов В.Г., Савельев В.Н.
Эксплуатация искусственных сооружений на железных
дорогах. - М., Транспорт, 1990.
13. Кириллов В.С. Эксплуатация и реконструкция
мостов и труб на автомобильных дорогах - М.,
Транспорт, 1971 - 196с.

91.

14. Никонов И. Н. Искусственные сооружения
железнодорожного транспорта - М.,
Трансжелдориздат, 1963 - 338с.
15. Осипов В.О., Козьмин Ю.Г. и др. Содержание,
реконструкция, усиление и ремонт мостов и труб. - М.,
Транспорт 1996 - 471с.
16. Методические рекомендации по содержанию
мостовых сооружений на автомобильных дорогах. М., Росавтодор, М., 1999.
17. Нормы денежных затрат на ремонт и содержание
мостовых сооружений на автомобильных дорогах. Утв. ФДС России, М., 1999.
18. ГСЭН - 2001-30 Государственные элементные
сметные нормы на строительные работы. Сборник №
30 Мосты и трубы. М., Стройиздат, 2000.
19. Методические указания по определению величины
накладных расходов в строительстве. - МДС 81 - 33.
2004. М., Стройиздат, 2003. - 51с.
20. Требования к техническому отчету по
обследованию и испытаниям мостового сооружения на
автодороге.
21. Справочник проектировщика. Расчетнотеоретический. Государственное издательство
литературы по строительству, архитектуре и
строительным материалам. М.,1960.

92.

93.

Более подробно смотрите учебное пособие для
студентов строительных вузов по усиление и
повышение грузоподъемности пролетного строения
мостового сооружения с шпренгельным усилением
металлических железнодорожных мостов с ездой по
низу на безбалластных плитах мостового полотна,
пролетами 33-110 метров с большими перемещениями

94.

для сейсмоопасных районов Patent US 6,892, 410 B2
May 17, 2005
УСИЛЕНИЕ И РЕКОНСТРУКЦИЯ МОСТОВ НА
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ
Учебное пособие для студентов строительных вузов
по усиление и повышение грузоподъемности
пролетного строения мостового сооружения с
шпренгельным усилением металлических
железнодорожных мостов с ездой по низу на
безбалластных плитах мостового полотна, пролетами
33-110 метров с большими перемещениями для
сейсмоопасных районов Patent US 6,892, 410 B2 May
17, 2005
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно строительный университет
В.А. Дементьев, В.П. Волокитин, Н.А. Анисимова
Рекомендовано Учебно-методическим объединением
по образованию в области железнодорожного
транспорта и транспортного строительства в качестве
учебного пособия для студентов строительных вузов
Воронеж 2006

95.

ББК 39.112 УДК 625.745.1
Дементьев, В.А. Усиление и реконструкция мостов
на автомобильных дорогах [Текст]: учеб. пособие /
В.А. Дементьев, В.П. Волокитин, Н.А. Анисимова; под
общ. ред. проф. В.А. Дементьева; Воронеж. гос. арх.строит. ун-т. - Воронеж, 2006. - 116 с.
ISBN 5-89040-144-0 Приобрети бесплатно
(гуманитарная миссия) для восстановления
разрушенных мостов в ЛНР , ДНР, Херсоне,
Мариуполе, Авдеевке [email protected]
6947810@mail/ru [email protected] (812) 69478-10
Reinforcement structure of truss bridge or arch bridge
Abstract
Through co-action between auxiliary triangular
structural frames which are each constructed at
opposite ends of a truss girder or arch girder and a
cable stretched between the auxiliary triangular
structural frames, an upward directing force is exerted
to the truss girder or arch girder, thereby effectively
inducing a load resisting force. A reinforcement
structure of a truss bridge or arch bridge is comprised
of a truss girder (2) or arch girder a first and a second
end of which are each provided with a main triangular
structural frame (6) which is further provided at an

96.

inner side thereof with an auxiliary triangular
structural frame (9), the auxiliary triangular structural
frame (9) being joined at vertexes thereof with frame
structural elements at the respective sides of the main
triangular structural frame (6), a cable (10) extending
in a longitudinal direction of the truss bridge being
stretched between a nearby part of the joined part at
the vertex of the auxiliary triangular structural frame
(9) on the side of the first end of the truss girder (2) or
arch girder and a nearby part of the joined part at the
corresponding vertex of the auxiliary triangular
structural frame (9) on the side of the second end of
the truss girder (2) or arch girder, deflecting means
(11) adapted to exert a downward directing force to
the cable (10) being inserted between the cable (10)
and a lower chord (3) of the truss girder (2) or arch
girder so as to tension the cable (10), an upward
directing force being exerted to the lower chord (3) by
a reacting force attributable to tension of the cable
(10) through the deflecting means (11).
Приложение к учебному пособию для студентов
строительных вузов по усиление и повышение
грузоподъемности пролетного строения мостового
сооружения с шпренгельным усилением
металлических железнодорожных мостов с ездой по
низу на безбалластных плитах мостового полотна,
пролетами 33-110 метров с большими перемещениями

97.

для сейсмоопасных районов Patent US 6,892, 410 B2
May 17, 2005
Фигуры СПОСОБ имени Уздина А М
ШПРЕНГЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ ПРОЛЕТНОГО
СТРОЕНИЯ мостового сооружения с использованием
треугольных балочных ферм для сейсмоопасных районов
МПК
E 01 D 22 /00

98.

99.

100.

101.

102.

103.

104.

105.

106.

107.

108.

109.

110.

111.

112.

113.

114.

115.

116.

117.

118.

119.

120.

121.

122.

123.

124.

125.

126.

127.

128.

129.

130.

131.

132.

133.

134.

135.

136.

137.

138.

139.

140.

141.

142.

143.

144.

145.

146.

147.

148.

149.

150.

151.

152.

153.

154.

155.

156.

157.

158.

159.

160.

161.

162.

163.

164.

165.

166.

167.

168.

169.

170.

171.

172.

173.

174.

175.

176.

177.

178.

179.

180.

181.

182.

183.

184.

185.

186.

187.

188.

РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ
СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ ГНУТОСВАРНЫХ
ПРОФИЛЕЙ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия со стержнями из
гнутосварных профилей при заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 5 используются СП
16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23—81*», СП
20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07—85*».
1. Исходные данные
Район строительства, состав конструкции покрытия и кровли приняты по аналогии с примером 4.
Назначение проектируемого здания — механосборочный цех. Уровень ответственности здания нормальный. Для примера 5 назначаем коэффициент надѐжности по ответственности у = 1,0.
п
Условия эксплуатации здания: здание отапливаемое.
Здание однопролѐтное, одноэтажное. Габариты объекта (размеры даны по осям здания): длина 90,0
м; пролѐт 18,0 м. Высота до низа стропильной конструкции 9,0 м; шаг колонн 6,0 м.
Краткое описание покрытия: двускатное, бесфонарное, уклон кровли 2,5%. Фермы стальные с
параллельными поясами высотой по наружным граням поясов 2,0 м, пролѐтом 18,0 м, располагаются
с шагом Вф = 6,0 м. Устойчивость и геометрическая неизменяемость покрытия обеспечивается
постановкой связей по поясам ферм и вертикальных связей с развязкой их распорками в пролѐте и по
опорам стропильных конструкций (в соответствии с требованиями [29]). Опирание ферм
осуществляется на стальные колонны, тип узла сопряжения фермы с колоннами — шарнирный.
Кровля рулонная из наплавляемых материалов. В качестве основания под кровлю принята стяжка.
Покрытие утеплѐнное, утеплитель - минераловатные плиты повышенной жѐсткости; толщина
утеплителя определяется по теплотехническим строительным нормативам. Пароизоляция принята из
наплавляемых материалов согласно нормативам. Несущие ограждающие конструкции покрытия —
стальные профилированные листы, монтируемые по прогонам. Конструкция кровли (состав
кровельных слоев), а также конструкция покрытия принимаются в соответствии с нормами
проектирования.
Равномерно распределѐнная нагрузка от покрытия, в том числе от массы кровли (с учѐтом всех
кровельных слоѐв), стяжки, теплоизоляции, пароизоляции, а также от собственного веса
профнастила покрытия: нормативная q" п = 10 гН/м ; расчѐтная <7 = 12,4 гН/м . Данная нагрузка
рассчитана как сумма нагрузок от 1 м всех принятых в проекте слоѐв кровли и покрытия с учѐтом их
конструктивных особенностей и в соответствии с укзаниями норм проектирования [31].
p
2
крп
2
2
Фермы не подвержены динамическим воздействиям и работают на статические нагрузки.
Согласно [29, табл. В.2] принимаем материалы конструкций: верхний, нижний пояса и решѐтка из
гнутосварных профилей по ТУ 36-2287-80 и ТУ 67-2287-80 - сталь С255; фасонки - сталь С255 по
ГОСТ 27772—88*; фланцы для стыка верхнего пояса — сталь С255 по ГОСТ 27772—88*; фланцы
для стыка нижнего пояса — сталь С345-3 поГОСТ 27772-88*.
Сварка полуавтоматическая в среде углекислого газа (ГОСТ 8050—85*) сварочной проволокой
марки СВ-08Г2С (ГОСТ 2246—70*) диаметром 2 мм.

189.

Антикоррозионное покрытие проектируемых стальных конструкций назначается в соответствии с
указаниями норм проектирования по защите строительных конструкций от коррозии.
2. Статический расчѐт фермы
Заданный уклон кровли / = 2,5%. Требуемый уклон создаѐтся за счѐт строительного подъѐма фермы.
При выполнении сбора нагрузок уклоном пренебрегаем ввиду его незначительности.
Сбор нагрузок ведѐм в табличной форме (табл. 28).
Расчѐтные узловые силы на ферму (см. пример 4):
• от постоянной нагрузки F = q d = 100,2 • 3 = 300,6 гН;
• от снеговой нагрузки F = p d = 108-3 = 324,0 гН.
g
g
s
s
Горизонтальную рамную нагрузку условно принимаем F = 500 гН. Обозначения стержней при
расчѐте стропильной фермы — см. на
p
рис. 64. Усилия в ферме определяем методом построения диаграммы Максвелла—Кремоны
(рис. 65). Результаты расчѐта заносим в табл. 33.
Рис. 64. Обозначение стержней и узлов фермы из ГСП (пример 5)

190.

Рис. 65. Диаграммы усилий в стропильной ферме (пример 5):
а - от единичной вертикальной нагрузки;
6- от единичной горизонтальной нагрузки

191.

Расчѐтные усилия в стержнях фермы, гН
Таблица 33
Элеме
нт
Усилия от
единичной
нагрузки
Обоз
начение
ферм
ы
Верхн
ий
пояс
Нижн
ий
пояс
Раско
сы
сле
ва
спра
ва
с
двух
стор
он
В-1
-1,4
-0,6
-2,0
В-2
-3,3
-1.6
В-3
-3,5
Н-1
Усилия от
постоянной
нагрузки
(F =
300,6 гН)
Усилия от
снеговой нагрузки
(F = 324,0 гН)
s
Усилия
от
рамной
сжимаю
щей
силы
Расчѐтные
усилия
слев
а
спра
ва
С
двух
стор
он
-601,2
453,
6
194,
4
648,
0
1,0
500,
0
1749
,2
-
-4,9
-1473
1069
,2
518,
4
1587
,6
1,0
500,
0
3560
,6
-
-2,8
-6,3
-1893,8
1134
,0
907,
2
2041
,2
1,0
500,
0
4435
,0
-
2,7
1,2
3,9
1172,4
874,
8
388,
8
1263
,6
0
0
-
2436,0
Н-2
3,8
2,2
6,0
1803,6
1231
,2
712,
8
1944
,0
0
0
-
3747,6
Н-3
3,3
3,3
6,6
1984,0
1069
,2
2138
,4
2138
,4
0
0
-
4122,4
Р-1
2,3
0,9
3,2
962,0
745,
2
291,
6
1036
,8
0
0
-
1998,8
Р-2
-2,2
-0,9
-3,1
-932,9
712,
8
291,
6
1004
,4
0
0
1937
,3
-
Р-3
0,9
0,9
1,8
541,2
291,
6
291,
6
583,
2
0
0
-
1124,4
291,
6
583,
2
0
0
1124
,4
-
291,
6
162,
0
0
0
-
441,9
стерж
ня
g
Р-4
-0,9
-0,9
-1,8
-541,2
291,
6
Р-5
-0,4
0,9
0,5
150,3
129,
6
Fp
-1
гН
F =
500
гН
p
сжат
ие
растяже
ние

192.

Р-б
0,4
-0,9
-0,5
-150,3
129,
6
291,
6
162,
0
0
441,
9
0
-
3. Подбор сечений стержней фермы Подбор сечений стержней верхнего пояса
Верхний пояс принимаем без изменения сечения по всей длине фермы. Сечение пояса подбирается
из гнутосварного прямоугольного профиля и рассчитывается на усилие N _ = -4435,0 гН.
B
3
Для стали С255 ГОСТ 27772—88* по [29, табл. В.5] определяем расчѐтное сопротивление R = 240
МПа.
y
Предварительно задаѐмся коэффициентом устойчивости ф = 0,7. Требуемая площадь сечения
верхнего пояса
Принимаем по ТУ 36-2287—80 профиль сечением Гн. ? 160x120x5 (рис. 66, а), геометрические
характеристики которого: площадь поперечного сечения А = 27,0 см ; радиусы инерции сечения: i =
6,09 см; /у = 4,87 см.
2
x
о &ь 160 -л
Значение — = -у = 32 < 45 не превышает предельную величину. Гибкости стержня и коэффициенты
продольного изгиба:
Рис. 66. Расчѐтные сечения стержней поясов фермы (пример 5): а - верхнего пояса; б - нижнего пояса
Определяем предельные гибкости и выполняем проверку:

193.

Условия гибкости стержней выполняются.
Проверяем устойчивость верхнего пояса:
Устойчивость обеспечена.
Если уменьшить сечение верхнего пояса, приняв его из 1н. ? 160х х 120x4, в этом случае данный
профиль не проходит дальнейшей проверки на несущую способность стенки пояса. Поэтому
оставляем сечение верхнего пояса из профиля Гн. ? 160x120x5.
Проверяем гибкость стенки:
Условие выполняется, поэтому при расчѐте пояса во внимание принимается полная площадь
сечения А.
Проверяем гибкость верхнего пояса при монтаже конструкций. Расчѐтная длина стержня из
плоскости фермы при постановке распорки по центру пролѐта 1 ^ = 890 см. Проверка гибкости
пояса:
е
у
Условие гибкости выполняется.
Подбор сечения стержней нижнего пояса
Нижний пояс проектируем без изменения сечения по всей длине. Гнутосварной профиль принимаем
квадратного сечения и рассчитываем на усилие 7V _ = 4122,4 гН.
H
3
Требуемая площадь сечения нижнего пояса

194.

Принимаем по ТУ 36-2287—80 профиль сечением Гн.Ш 120x4 (рис. 66, б) с геометрическими
характеристиками: площадь поперечного сечения А = 18,56 см ; радиусы инерции сечения: i = 4,74
см; i = 4,74 см.
2
x
y
Проверяем условие -j- = = 30 < 45. Условие соблюдается.
Проверяем гибкости стержня:
Проверка прочности сечения на растяжение:
Прочность обеспечена. Проверяем гибкость стенки:
Условие удовлетворяется.
Проверяем условие применения шарнирной расчѐтной схемы при выполнении статического расчѐта
согласно [29, п. 15.2]:
D 16,0 1 1
b
• для верхнего пояса — =-=-< —;
/ 300 18,8 10
0
D 12,0 1 1
b
• для нижнего пояса — =-= — < —.
/ 300 25 10
0
Расчѐт фермы выполняем по шарнирной схеме.
Допустимая относительная расцентровка: для верхнего пояса е = 0,25/* = 0,25-16 = 4,0 см; для
нижнего пояса е = 0,25h = 0,25* 12 = = 3,0 см.
вп
Hn

195.

Подбор сечений сжатых раскосов, стоек производится по методике, приведѐнной для сжатого пояса,
а растянутых раскосов — по методике, приведѐнной для растянутого пояса. Расчѐты следует вести с
учетом обеспечения местной устойчивости стенок квадратного ГСП.
Результаты расчѐта поперечных сечений стержней решѐтки фермы приведены в табл. 34. Следует
отметить, что при подборе сечения раскосов фермы в нашем случае решающим является расчѐт
сварных соединений с поясом.
Таблица расчѐта сечений стержней фермы
Таблица 34
Эл
ем
ен
т
фе
рм
ы
П
л
оОбо
знач
ение
стер
жня
Рас
чѐтн
ое
уси
лие
N, г
Н
М
ар
ка
ст
ал
и
Сеч
ени
е
Расчѐт
ная
длина,
см
Радиус
инерции
, см
Гибкос
ть
29
0
29
0
6,0
9
4,8
7
47,
6
59
,6
2,
0
15
0
0,
85
1
-
0,32 <
1
30
0
30
0
6,0
9
4,8
7
49,
3
61
,6
2,
1
14
2
0,
86
1
-
0,64 <
1
30
0
30
0
6,0
9
4,8
7
49,
3
61
,6
2,
1
13
2
0,
86
1
-
0,80 <
1
30
0
75
0
4,7
4
4,7
4
63,
3
15
8,
2
-
40
0
-
1
0,55
<1
-
30
0
75
0
4,7
4
4,7
4
63,
3
15
8,
2
-
40
0
-
1
0,85
<1
-
30
0
75
0
4,7
4
4,7
4
63,
3
15
8,
2
-
40
0
-
1
0,93
<1
-
20
0
23
2
3,9
2
3,9
2
51,
0
59
,2
-
40
0
-
1
0,55
<1
-
23
2
23
8
3,9
2
3,9
2
59,
2
60
,7
2,
1
17
2,
0,
86
1
-
0,62 <
1
Проверка
сечений
щ
а
д
ь
А
,
с
м
2
Ве
рх
ни
й
по
яс
Ни
жн
ий
В-1
174
9,2
В-2
356
0,6
В-3
443
5,0
Н-1
243
6,0
Н-2
374
7,6
Н-3
412
2,4
Р-1
199
8,8
Р-2
193
по
яс
Ра
ск
ос
ы
Гн.
П
160
x12
0x5
С
2
5
5
Гн.
[31
20x
4
Гн.
П
100
X4
2
7,
0
1
8,
5
6
1
5,
3
6

196.

7,3
8
Р-3
112
4,4
21
4
23
8
3,9
2
3,9
2
54,
6
60
,7
-
40
0
-
1
0,30
<1
-
Р-4
112
4,4
21
4
23
8
3,9
2
3,9
2
54,
6
60
,7
2,
1
18
0
0,
86
1
-
0,36 <
1
Р-5
441,
9
21
4
23
8
3,1
4
3,1
4
68,
2
75
,8
-
40
0
-
1
0,20
<1
-
21
4
23
8
3,1
4
3,1
4
68,
2
75
,8
2,
6
18
0
0,
78
1
-
0,26 <
1
Р-6
441,
9
Гн.
[38
0x3
9,
2
4
Примечание. Профили раскосов Р-1—Р-4 приняты по расчѐту сварных соединений с поясами, а
также из условия однотипности размеров сечений.
Проверяем выполнение конструктивных условий. Для раскосов из профиля Гн.ШОхЗ:
Для раскосов из профиля Гн.Ш
Условия
100x4
соблюдаются.
4. Расчѐт сварных швов для прикрепления стержней решѐтки фермы к верхнему и нижнему
поясам
Выполняем расчѐт сварных соединений решѐтки впритык к поясам фермы.
В [9, п. 15.14] даны формулы для расчѐта сварных швов прикрепления решѐтки к поясам. Сварные
швы, которые делаются с полным проваром стенки сечения стержня, а также при наличии
установочного зазора, равного (0,5...0,7)/^, рассчитываются как стыковые. В соответствии с [9, п.
15.25] заводские стыки элементов следует выполнять встык на остающейся подкладке. Применение в
растянутых элементах сварных стыковых швов с напряжением более 0,9R не рекомендуется.
y
Выполняем расчѐт сварных швов.
Растянутый раскос Р-1
По расчѐту на прочность для раскоса принят профиль Гн. ? 100x4.
Определяем длину продольных швов: b = . = = 130 мм,
ь
sin a sin 51
+
1,85 _
1в

197.

где а = arctg —= 51.
1,3
с2
Отношение величин — = — = 0,15 < 0,25. о 13
Расчѐтная длина швов / = 2b + d = 2 • 3 + 10 = 36 см.
ш
Проверка сварного шва по нормальным напряжениям:
где R = 0,85 R = 0,85 • 240 = 204 мПа.
my
y
Прочность шва обеспечена.
Проверка сварного шва по касательным
напряжениям:
где R = 0,58^2- 0,58-^ =
m
138,6 МПа.
Ут i,UZJ
Условие удовлетворяется.
Проверка сварного шва по приведѐнным напряжениям:
Условие соблюдается.
Растянутый раскос Р-5
По расчѐту на прочность для раскоса принят профиль Гн. ? 80x3.
Определяем длину продольных швов: b - . = . ^ = 100 мм.
ь
sin a sin 51
с2
Отношение величин = — = 0,2 < 0,25. b 10
т
Расчѐтная длина швов / = 2b + d= 2 • 10 + 8 = 28 см.
ш
Проверка прочности сварных швов:
=

198.

y _ sina 441,9sin51°
p
5
• по нормальным напряжениям-=-= 0,2 < 1;
taLKylc 0,3 -28 -204-1
TVp_ cos a 441,9 cos 51°
5
• по касательным напряжениям - = - =
taLKclc 0,3-28 138,6 1
= 0,24 < 1;
V40,8 + 3-33,3
2
2
• по приведенным напряжениям --= --=
1,15/? y 1,15-204-1 = 0,31<1.
c
ayc
Прочность сварных швов обеспечена.
Расчѐт сварных швов остальных стержней решѐтки фермы проводится аналогичным образом.
5. Проектирование узлов фермы Расчѐт опорного узла фермы на колонну
Узел 1 (рис. 67)
Согласно заданию узел опирания фермы на колонну — шарнирный. Для крепления верхнего пояса к
колонне при сжимающей рамной силе конструктивно принимаем шесть болтов М20 класса 5.6.
Рис. 67. Опорный узел фермы из ГСП на колонну (пример 5)
Если бы рамная сила была растягивающей, то в этом случае болты следует проверять расчѐтом.

199.

~ л. (4g + Ps) n (100,2 + 108)18
l
Опорная реакция фермы R = -=---=
A
ь
= 1873,8 гН.
Требуемая длина сварного шва, соединяющего опорное ребро с фермой,
где kf— катет сварного шва, принимаемый по [29, табл. 38]. При этом должно выполняться условие
Высоту опорного ребра принимаем конструктивно 280 мм. Назначаем опорный фланец шириной 320
мм и толщиной 16 мм.
Проверяем напряжение смятия торца фланца от опорной реакции:
Прочность обеспечена.
Выполняем проверку сварного шва прикрепления верхнего пояса к опорному фланцу. Нормальные
напряжения в сварном шве, соединяющем верхний пояс с фланцем,
Касательные напряжения в сварном шве
Проверяем прочность шва по приведѐнным напряжениям:
Прочность сварного шва обеспечена.
Проверка несущей способности стенки пояса для стержня Р-1 на вырывание (так как раскос
растянут):

200.

Прочность стенки пояса обеспечена.
Проверка несущей способности боковых граней пояса в месте примыкания растянутого раскоса.
Вычисляем расчетное условие: = 0,83 < 0,85.
Проверку боковых граней пояса выполнять не требуется.
Выполняем проверку несущей способности элементов решѐтки в месте примыкания к поясу по
формуле
Вычисляем коэффициент к. Определяем неравенства:
Тогда к = 1,0.
Проверяем несущую способность растянутого раскоса Р-1:
Расчѐтное условие выполняется.
Расчѐт укрупнительных монтажных стыков
Для удобства перевозки конструкций ферму проектируем из двух отправочных марок (полуферм),
которые соединяются на стройплощадке с помощью укрупнительных стыков.
Узел 2 (рис. 68, а)
Монтажный стык работает на сжатие. Фланцы принимаем толщиной 16 мм из стали марки С255 по
ГОСТ 277772—88*. Для фланцевого соединения назначаем четыре болта М20 класса 5.6.

201.

Диаметр шайб d = 37 мм, диаметр отверстий - 23 мм.
m
Болты следует размещать так, чтобы соблюдались конструктивные требования расположения.
Проверяем конструктивные требования:
Условия размещения болтов соблюдаются.
Для недопущения сдвига во фланцевом соединении должно выполняться условие -~r < 1, где Q условная поперечная сила, при
отсутствии местной поперечной силы в расчет вводится условная поперечная сила Q f= 0,lp7V; р коэффициент трения поверхностей фланцев.
e
^ Ps 108-17,8 . . „ Условная поперечная сила Q = — =-= 480,6 гН.
l
ол
Проверяем расчѐтное условие:
где N — расчѐтное усилие в
CT
стыке:
Прочность
обеспечена.

202.

Рис. 68. Укрупнительные стыки фермы из гнутосварных профилей (пример 5):
а - монтажный стык верхнего пояса; б - то же нижнего пояса
Выполняем проверку угловых сварных швов. Вид сварки и применяемые сварочные материалы
аналогичны принятым в примере 5.
Коэффициенты и расчѐтные сопротивления сварных швов, принимаемых при расчѐте:
• по металлу шва ру= 0,9 [29, табл. 39]; R = 215 МПа [29, табл. Г.2];
af
• по металлу границы сплавления [3. = 1,05 [29, табл. 39]; R = 0,45R = = 0,45-370 = 166,5 МПа —
для стали С255 (материал ГСП и фланцев верхнего
az
un

203.

пояса);
„ Р/^со/ 193,5 , ,
Проверяем условие-=-= 1,1 > 1,0 — несущая способРЛ* 1 ,8
74
ность сварных швов определяется прочностью металла границы сплавления.
Для верхнего пояса в месте устройства монтажного стыка принимается условие расчѐта сварного
соединения по металлу границы сплавления.
Проверяем прочность сварного шва по формуле
где l = 2(D + Z)) - 1 см = 2(16 + 12)- 1 =55 см;у = 1.
(a
с
b
Прочность шва обеспечена.
Узел 3 (рис. 68, б)
Рассчитываем фланцевое соединение нижнего пояса. Растягивающее усилие N _ = 5246,7 гН.
H
3
Материал фланцев — сталь марки С345-3 по ГОСТ 27772—88* с расчѐтным сопротивлением по [29,
табл. В.5] R = 300 МПа. Толщина фланцев = 30 мм.
y
Для фланцевого соединения принимаем высокопрочные болты М24 по ГОСТ Р 52644-2006.
Согласно ГОСТ Р 52643-2006 класс прочности болтов 10.9. Материал высокопрочных болтов —
сталь 40Х климатического исполнения ХЛ в соответствии с указаниями нормативов [29, п. 5.6].
Диаметр шайб = 49 мм, диаметр отверстий — 28 мм.
Площадь сечения высокопрочного болта М24 по [29, табл. Г.9] A = 3,53 см .
bh
2
Расчѐтное сопротивление растяжению высокопрочного болта
где R принимается по [29, табл. Г.8].
bun
Проверяем прочность фланцевого соединения нижнего пояса для стержней из гнутосварных
профилей:
где п — количество болтов (п = 8 шт.); к — коэффициент, определяемый по [15, табл. 5].
2

204.

Прочность обеспечена.
Выполняем конструирование фланцевого соединения согласно [15, разд. 4]. Количество рѐбер
жесткости п = 4. Требуемая длина ребра жѐсткости
р
где h — высота профиля нижнего пояса.
Принимаем длину ребра жѐсткости / = 200 мм.
р
Согласно рекомендациям [15, п. 4.6] болты должны располагаться по возможности как можно ближе
к присоединяемому профилю. Проверяем условия расположения болтов:
принимаем b = 50 мм;
x
Размеры (высота и ширина) фланца при квадратном сечении гнутосварного профиля
/гф = Ьф = /г + 2Ь + 2a = 120 + 2-50 + 2-50 = 320 мм.
1
z
Проверяем фланцевое соединение на сдвиг. Контактное усилие для замкнутых сечений V= 0,1 R =
0,1- 754,6 • 3,53 = 266,4 гН.
bh
Условная поперечная сила Q = 0,lp7V = 0,1-0,25-5246,7 = 131,2 гН. Проверку производим по
формуле
ef
Условие соблюдается.
Выполняем расчѐт сварных швов. Сварные швы — угловые с обеспечением проплавления корня шва
на 2 мм.
Проверяем прочность сварного шва, соединяющего нижний пояс с фланцем в узле монтажного
стыка:
• по металлу шва
*

205.

по металлу границы сплавления
• по металлу границы сплавления с фланцем в направлении толщины проката
D лл г
где Л,,=0,5 — =0,5— =145,2 МПа.
* Ут 1,05
Прочность сварных швов обеспечена.
Производим конструирование промежуточных узлов.
Узел 4 (рис. 69)
При проектировании примыкания раскосов к поясу фермы пересечение их осей смещается с оси
пояса на величину е. Это делается с целью выполнения требуемого зазора между носками раскосов.
Изгибающий момент, возникающий от внецентренного приложения нагрузки, допускается не
учитывать при величине эксцентриситета е не более 0,25 высоты сечения пояса.
Проектирование и расчѐт узлов фермы следует выполнять в соответствии с требованиями норм,
изложенными в [29, прил. Л, п. Л.2].
Проверим прочность узла фермы. Величину углов наклона раскосов принимаем равной а = 5Г.
Определяем проекции высот раскосов на пояс:
Величина зазора между полками раскосов 2с = 20 мм. Проверяем расчѐтные условия:
Проверка несущей способности стенки пояса при одностороннем примыкании к нему стержней
решѐтки фермы выполняется по формуле

206.

где y — коэффициент, зависящий от знака усилия в примыкающем элементе и равный 1,2 при
растяжении и 1,0 - в остальных случаях; y — коэффициент, учитывающий вид напряженного
состояния пояса; y = 1 при растяжении, а также при сжатии в поясе, если соблюдается условие < 0,5;
в случае > 0,5 при сжатом поясе К К
d
D
D
коэффициент y определяется по формуле у = 1,5 - , где а = —;
D
D
R A
y
f
N,F— усилия соответственно в раскосе (стойке) и поясе.
Проверка несущей способности стенки пояса для стержня Р-2 на продавливание (так как раскос
сжат).
В примере 6 нагрузка на верхний пояс приложена в узлах, поэтому изгибающий момент в
поясе М= 0.
Определяем соотношение
поэтому y = 1,5 - = 1,5 - 0,55 = 0,95.
D
R
y
Выполняем проверку несущей способности стенки пояса:
= 0,76 < 1,
, D-d, 12-10 ,
где/! = —— = —j—
= CM
'
Условие выполняется.
Проверка несущей способности стенки пояса для стержня Р-3 на вырывание (так как раскос
растянут).

207.

Прочность стенки пояса обеспечена.
Проверка несущей способности боковых граней пояса в месте примыкания сжатого раскоса.
Вычисляем расчѐтное условие: = 0,83 < 0,85.
Проверку боковых граней пояса выполнять не требуется.
Выполняем проверку несущей способности элементов решѐтки в месте примыкания к поясу по
формуле
Рис. 69. Отправочный элемент фермы

208.

из гнутосварных профилей (пример 5)
Вычисляем коэффициент к. Определяем неравенства:
Тогда к = 1,0.
Проверяем несущую способность сжатого раскоса Р-2:

209.

Расчѐтное условие выполняется.
Аналогично проверяется несущая способность раскоса Р-3. Остальные промежуточные узлы
рассчитываются по типу узла 4 в соответствии с требованиями, изложенными в [29, прил. Л, п. Л.2].
6. Расчѐт жѐсткости конструкции
Определение прогиба выполняется по аналогии с расчѐтом, приведѐнным в примере 1. Поэтому
данные вычисления опускаем. Строительный подъѐм фермы показан на рис. 70.
Рис. 70. Геометрическая схема стропильной фермы с маркировкой опорных узлов и
укрупнительных монтажных стыков (пример 5)
Посмотреть оригинал
< Пред
СОДЕРЖАНИЕ
ОРИГИНАЛ
След >
ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ СТРОПИЛЬНЫХ ФЕРМ
Расчѐт ферм покрытия в соответствии со СНиП II-23-81* широко
представлен в технической литературе. Примеры расчѐта конструкций
покрытия по СП 16.13330.2011 в технической литературе встречаются
редко. Опыт применения актуализированных СНиП практически небольшой,
так как новые нормативы были приняты совсем...

210.

(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ ПАРНЫХ УГОЛКОВ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия со
стержнями из парных уголков при определѐнных заданных условиях. При
расчѐте фермы в этом примере используются СП 16.13330.2011 «Стальные
конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23—81*», СП
20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия....
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ПОЯСАМИ ИЗ ТАВРОВ И
РЕШЁТКОЙ ИЗ ПАРНЫХ УГОЛКОВ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия с
поясами из широкополочных тавров и решѐткой из парных уголков при
заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 2 применяются СП
16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП
11-23-81*», СП 20.13330.2011 «Нагрузки...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ВЕРХНИМ ПОЯСОМ ИЗ
ШИРОКОПОЛОЧНОГО ДВУТАВРА
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия при
заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 3 используются СП
16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП
11-23-81*», СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия.
Актуализированная редакция СНиП 2.01.07—85*»....
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ КРУГЛЫХ ТРУБ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия со
стержнями из круглых труб при заданных условиях. При расчѐте фермы в
примере 4 используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции.
Актуализированная редакция СНиП 11-23 — 81*», СП 20.13330.2011
«Нагрузки и воздействия. Актуализированная...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ПОЯСАМИ ИЗ ТАВРОВ И
РЕШЁТКОЙ ИЗ ОДИНОЧНЫХ УГОЛКОВ

211.

Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия с
поясами из широкополочных тавров и решѐткой из одиночных уголков при
заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 6 используются СП
16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП
Н-23—81», СП 20.13330.2011 «Нагрузки...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
ФЕРМЫ ИЗ ЗАМКНУТЫХ ГНУТОСВАРНЫХ ПРОФИЛЕЙ (ГСП)
Общие положения Типовые фермы из замкнутых гнутосварных профилей
проектируются с узлами без фасонок и опиранием покрытия
непосредственно на верхний пояс. Геометрические схемы решѐтки ферм из
ГСП показаны на рис. 11. Углы примыкания раскосов к поясу должны быть
не менее 30°, в этом случае обеспечивается...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ПРУТКОВОЙ ФЕРМЫ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную прутковую ферму
покрытия при заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 7
используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции.
Актуализированная редакция СНиП 11-23—81», СП 20.13330.2011
«Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.0785*»....
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
ПОКРЫТИЯ ЗДАНИЙ ПО СТРОПИЛЬНЫМ ФЕРМАМ
Покрытие здания состоит из кровли (ограждающих конструкций), несущих
элементов (прогонов, стропильных ферм), на которые опирается кровля, и
связей по покрытию. Кроме того, для освещения помещений верхним
светом и их естественной вентиляции в системе покрытия многопролетных
зданий устраивают фонари, опирающиеся...
(Инженерные конструкции. Металлические конструкции и конструкции из
древесины и пластмасс)
© Studref - Студенческие
реферативные статьи и
материалы (info{aт}studref.com)
© 2017 - 2023
https://studref.com/542649/stroitelstvo/raschyot_konstruirovanie_stropilnoy_fermy_gnutosvarnyh_profiley

212.

Особенности расчетной схемы пространственной трехгранной
фермы
Андрей Левич
Резервное размещение материалов: Ruindex.net | Алфавитный
указатель рубрик
УДК 624.01/04
А. В. МАТВЕЕВ, асп.
Особенности расчетной схемы пространственной трехгранной
фермы
с пентагональным сечением верхнего пояса
В статье рассматривается расчетная схема трехгранной фермы образующего блока бесфасоночного складчатого покрытия с
пентагональным сечением верхнего пояса. В такой стержневой
системе при действии внешней нагрузки происходит изменение
формы сечения поясов, что приводит к возникновению
податливости в узлах сопряжения поясов с раскосной решеткой и
снижению пространственной жесткости конструкции.
Произведенная оценка податливости узловых соединений
позволяет уточнить расчетную схему. В результате этого получена

213.

деформированная схема трехгранной фермы, которая хорошо
согласуется с экспериментальными данными.
Трехгранная пространственная ферма является образующим
блоком стального складчатого покрытия с пентагональным
сечением верхнего пояса. Особенностью данной конструктивной
формы является составное сечение верхнего пояса, которое
образовано путем стыковки швеллера и уголка так, чтобы они
формировали пятигранный контур замкнутого сечения [1, 2]. К
поясному уголку без фасонок примыкают раскосы из одиночных
уголков. Таким образом, в узлах конструкции к стержню
замкнутого сечения примыкают стержни открытого сечения.
Для проведения экспериментальных исследований данной
конструктивной формы была изготовлена натурная модель
трехгранной пространственной фермы, пролетом 12 м и высотой
1,5 м [3], которая образована из двух наклонных ферм с
нисходящими опорными раскосами и треугольной раскосной
решеткой. Для обеспечения геометрической неизменяемости в
процессе эксперимента смежные узлы нижних поясов по
горизонтали связаны затяжками из уголков. Расчетная схема такой
конструкции представляет пространственную стержневую систему
с шарнирным примыканием раскосов к поясам (рис. 1).
Рис. 1. Расчетная схема трехгранной фермы
При реализации расчетной схемы были учтены как
технологические факторы (расцентровка узлов), так и дефекты
изготовления (погнутия элементов, не предусмотренные проектом
эксцентриситеты в узлах). В результате проведения расчетов было
оценено напряженно-деформированное состояние конструкции.
Проведенные испытания конструкции на стенде при проектном
положении (цель, задачи, методика проведения и основные
результаты эксперимента опубликованы в [3]) для упругой стадии
работы материала выявили достаточно хорошее совпадение
напряжений в поясах с теоретическими значениями. Среднее

214.

расхождение в каждом исследуемом сечении не превысило ±5%. В
раскосах расхождение значительно больше, что вызвано
появлением изгибных нормальных напряжений, не учитываемых
расчетной схемой, которая предусматривает шарнирное
примыкание раскосов к поясам. Причем возникают оба
изгибающих момента MX и MY, относительные эксцентриситеты
которых для наиболее сжатого раскоса (раскосы 3-10, 7-13 на рис.
1) составляют mX = 0,9, mY = 1,7.
Характер вертикальных перемещений соответствует расчетной
схеме пространственной фермы. Однако измеренные перемещения
при максимальной нагрузке значительно превышают полученные
из расчета для всех реализованных вариантов загружения.
Наименьшее расхождение между максимальными теоретическими
и экспериментальными прогибами, составляющее 6%, происходит
при внеузловой нагрузке сосредоточенной силой, приложенной в
центре каждой панели верхнего пояса. Наибольшее расхождение,
достигающее 25%, происходит при узловом загружении
трехгранной фермы. При равномерно распределенной нагрузке это
расхождение составляет 10 – 12,5%. Такое явление происходит изза сниженной пространственной жесткости конструкции.
Студенческие работы
Возможными причинами снижения пространственной жесткости
могут стать:
1. податливость прерывистых сварных швов, соединяющих
швеллер и уголок верхнего пояса;
2. продольная (по направлению раскосов) упругая податливость
узлов сопряжения поясов и раскосов.
Для оценки податливости поясных сварных швов верхнего пояса в
панели 3-5 (рис. 1) экспериментальной модели были установлены
индикаторы МИТ (цена деления 0,001 мм), которые фиксировали
смещение верхней части сечения относительно нижней в местах
сварных швов и в местах их отсутствия. При загружении
конструкции нагрузкой, составляющей 75% от предельной,

215.

показания приборов не превышали 0,005 мм. При таких смещениях
происходит снижение изгибной жесткости верхнего пояса
трехгранной фермы. Однако введение пониженной эквивалентной
жесткости верхнего пояса не приводит к значительному
увеличению прогибов всей конструкции, а лишь вызывает
увеличение местных прогибов в пределах каждой панели.
Другой возможной причиной снижения пространственной
жесткости трехгранной фермы является податливость узловых
сопряжений поясов с раскосной решеткой. Это явление связано с
конструктивной особенностью узлов: раскосы из одиночных
уголков торцами примыкают к поясному уголку, вызывая в них
местный изгиб полок от усилий, возникающий в раскосах.
Происходит изменение пространственной формы сечения верхнего
пояса (рис. 2).
Таким образом, расчетная схема трехгранной пространственной
фермы будет представлять стержневую систему с продольной (по
направлению раскоса) податливостью в узлах, примыкающих к
поясам раскосов (рис. 3).
Для оценки влияния податливости узлов на пространственную
жесткость конструкции решен комплекс задач изгиба полки
поясного уголка, загруженного локальной нагрузкой от усилия,
возникающего в раскосе. Полка равнополочного уголка 80х10
рассматривалась в виде полосы, находящейся в состоянии
равновесия под действием нагрузки. Полоса, длина которой
принята в 10 раз больше ширины, разбивалась сеткой конечных
элементов оболочки, каждый из которых имеет 6 степеней свободы
в узлах. После проведенных расчетов проанализирована
деформированная схема полосы. Нагрузка от примыкающих
раскосов вызывает в полосе локальные деформации полки уголка,
которые быстро угасают.
Рис. 2. Изменение
пространственной
формы сечения
Рис. 3. Податливое
примыкание раскосов
к верхнему поясу

216.

На рис. 4 представлены изолинии перемещений полосы поясного
уголка для узла 5 (см. рис. 1) при общей нагрузке на трехгранную
ферму 8,4 тонн. Цифрами обозначены значения перемещений в мм.
Значительные перемещения происходят лишь на одной четверти
пластины в области примыкания раскосной решетки (в области
действия нагрузки). На расстоянии 0,3 длины пластины от ее
центра, они снижаются в три раза. К концу пластины перемещения
практически равны 0.
Рис. 4. Изолинии перемещений полки поясного уголка
При проведении эксперимента производилось наблюдение за
изгибом полки поясных уголков в области примыкающих раскосов.
Были установлены индикаторы МИТ, регистрирующие
максимальные прогибы полок уголков. Полученные значения
прогибов достаточно близки к расчетным данным. Так в
контролируемой точке узла 16 (см. рис. 1) экспериментальные
перемещения составили 8 × 10-2 мм, а расчетные - 11 × 10-2.
https://pandia.ru/text/77/470/952.php
https://cyberleninka.ru/article/n/raschet-konstruktsii-uzlabesfasonochnoy-fermy-s-pentagonalnym-secheniem-poyasov/viewer
7.3 Особенности расчета пространственных ферм
Плоская ферма не устойчива, поэтому в
металлоконструкциях не применяется, а используются
исключительно пространственные фермы.
Простейшая пространственная ферма представляет
собой элементарный тетраэдр, составленный из 6
стержней, и имеет 4 узла.
Рисунок 18 – Тетраэдр

217.

Этот элементарный тетраэдр может быть развит в
ферму любых размеров путем последовательного
присоединения новых узлов с помощью 3-х стержней
(рис 19).
Рисунок 19 – Простейшая пространственная ферма
Образованные таким образом фермы получили
название простейшие. Фермы, полученные любым
другим способом, называют сложные.
https://studfile.net/preview/7078663/page:5/
Особенности расчетной схемы пространственной
трехгранной фермы
Андрей Левич
Резервное размещение материалов: Ruindex.net | Алфавитный
указатель рубрик
УДК 624.01/04
А. В. МАТВЕЕВ, асп.
Особенности расчетной схемы пространственной трехгранной
фермы
с пентагональным сечением верхнего пояса
В статье рассматривается расчетная схема трехгранной фермы образующего блока бесфасоночного складчатого покрытия с
пентагональным сечением верхнего пояса. В такой стержневой
системе при действии внешней нагрузки происходит изменение
формы сечения поясов, что приводит к возникновению
податливости в узлах сопряжения поясов с раскосной решеткой и
снижению пространственной жесткости конструкции.
Произведенная оценка податливости узловых соединений

218.

позволяет уточнить расчетную схему. В результате этого получена
деформированная схема трехгранной фермы, которая хорошо
согласуется с экспериментальными данными.
Трехгранная пространственная ферма является образующим
блоком стального складчатого покрытия с пентагональным
сечением верхнего пояса. Особенностью данной конструктивной
формы является составное сечение верхнего пояса, которое
образовано путем стыковки швеллера и уголка так, чтобы они
формировали пятигранный контур замкнутого сечения [1, 2]. К
поясному уголку без фасонок примыкают раскосы из одиночных
уголков. Таким образом, в узлах конструкции к стержню
замкнутого сечения примыкают стержни открытого сечения.
Для проведения экспериментальных исследований данной
конструктивной формы была изготовлена натурная модель
трехгранной пространственной фермы, пролетом 12 м и высотой
1,5 м [3], которая образована из двух наклонных ферм с
нисходящими опорными раскосами и треугольной раскосной
решеткой. Для обеспечения геометрической неизменяемости в
процессе эксперимента смежные узлы нижних поясов по
горизонтали связаны затяжками из уголков. Расчетная схема такой
конструкции представляет пространственную стержневую систему
с шарнирным примыканием раскосов к поясам (рис. 1).
Рис. 1. Расчетная схема трехгранной фермы
При реализации расчетной схемы были учтены как
технологические факторы (расцентровка узлов), так и дефекты
изготовления (погнутия элементов, не предусмотренные проектом

219.

эксцентриситеты в узлах). В результате проведения расчетов было
оценено напряженно-деформированное состояние конструкции.
Проведенные испытания конструкции на стенде при проектном
положении (цель, задачи, методика проведения и основные
результаты эксперимента опубликованы в [3]) для упругой стадии
работы материала выявили достаточно хорошее совпадение
напряжений в поясах с теоретическими значениями. Среднее
расхождение в каждом исследуемом сечении не превысило ±5%. В
раскосах расхождение значительно больше, что вызвано
появлением изгибных нормальных напряжений, не учитываемых
расчетной схемой, которая предусматривает шарнирное
примыкание раскосов к поясам. Причем возникают оба
изгибающих момента MX и MY, относительные эксцентриситеты
которых для наиболее сжатого раскоса (раскосы 3-10, 7-13 на рис.
1) составляют mX = 0,9, mY = 1,7.
Характер вертикальных перемещений соответствует расчетной
схеме пространственной фермы. Однако измеренные перемещения
при максимальной нагрузке значительно превышают полученные
из расчета для всех реализованных вариантов загружения.
Наименьшее расхождение между максимальными теоретическими
и экспериментальными прогибами, составляющее 6%, происходит
при внеузловой нагрузке сосредоточенной силой, приложенной в
центре каждой панели верхнего пояса. Наибольшее расхождение,
достигающее 25%, происходит при узловом загружении
трехгранной фермы. При равномерно распределенной нагрузке это
расхождение составляет 10 – 12,5%. Такое явление происходит изза сниженной пространственной жесткости конструкции.
Студенческие работы
Возможными причинами снижения пространственной жесткости
могут стать:
1. податливость прерывистых сварных швов, соединяющих
швеллер и уголок верхнего пояса;

220.

2. продольная (по направлению раскосов) упругая податливость
узлов сопряжения поясов и раскосов.
Для оценки податливости поясных сварных швов верхнего пояса в
панели 3-5 (рис. 1) экспериментальной модели были установлены
индикаторы МИТ (цена деления 0,001 мм), которые фиксировали
смещение верхней части сечения относительно нижней в местах
сварных швов и в местах их отсутствия. При загружении
конструкции нагрузкой, составляющей 75% от предельной,
показания приборов не превышали 0,005 мм. При таких смещениях
происходит снижение изгибной жесткости верхнего пояса
трехгранной фермы. Однако введение пониженной эквивалентной
жесткости верхнего пояса не приводит к значительному
увеличению прогибов всей конструкции, а лишь вызывает
увеличение местных прогибов в пределах каждой панели.
Другой возможной причиной снижения пространственной
жесткости трехгранной фермы является податливость узловых
сопряжений поясов с раскосной решеткой. Это явление связано с
конструктивной особенностью узлов: раскосы из одиночных
уголков торцами примыкают к поясному уголку, вызывая в них
местный изгиб полок от усилий, возникающий в раскосах.
Происходит изменение пространственной формы сечения верхнего
пояса (рис. 2).
Таким образом, расчетная схема трехгранной пространственной
фермы будет представлять стержневую систему с продольной (по
направлению раскоса) податливостью в узлах, примыкающих к
поясам раскосов (рис. 3).
Для оценки влияния податливости узлов на пространственную
жесткость конструкции решен комплекс задач изгиба полки
поясного уголка, загруженного локальной нагрузкой от усилия,
возникающего в раскосе. Полка равнополочного уголка 80х10
рассматривалась в виде полосы, находящейся в состоянии
равновесия под действием нагрузки. Полоса, длина которой
принята в 10 раз больше ширины, разбивалась сеткой конечных
элементов оболочки, каждый из которых имеет 6 степеней свободы

221.

в узлах. После проведенных расчетов проанализирована
деформированная схема полосы. Нагрузка от примыкающих
раскосов вызывает в полосе локальные деформации полки уголка,
которые быстро угасают.
Рис. 2.
Рис. 3.
Изменение Податл
пространст
ивое
венной
примык
формы
ание
сечения
раскосо
вк
верхне
му
поясу
На рис. 4 представлены изолинии перемещений полосы поясного
уголка для узла 5 (см. рис. 1) при общей нагрузке на трехгранную
ферму 8,4 тонн. Цифрами обозначены значения перемещений в мм.
Значительные перемещения происходят лишь на одной четверти
пластины в области примыкания раскосной решетки (в области
действия нагрузки). На расстоянии 0,3 длины пластины от ее
центра, они снижаются в три раза. К концу пластины перемещения
практически равны 0.
Рис. 4. Изолинии перемещений полки поясного уголка
При проведении эксперимента производилось наблюдение за
изгибом полки поясных уголков в области примыкающих раскосов.

222.

Были установлены индикаторы МИТ, регистрирующие
максимальные прогибы полок уголков. Полученные значения
прогибов достаточно близки к расчетным данным. Так в
контролируемой точке узла 16 (см. рис. 1) экспериментальные
перемещения составили 8 × 10-2 мм, а расчетные - 11 × 10-2.
Канал спокойной музыки
В результате проведенных расчетов была количественно оценена
податливость узлов. В табл. 1 приведены расчетные значения
абсолютной деформации раскосов при общем значении
равномерно распределенной нагрузке на трехгранную ферму 8,4 т
и перемещения концов раскосов вызванные изгибом полки
поясных уголков в области примыкания раскосной решетки. Из
табл. 1 видно, что перемещения от изгиба полки поясного уголка
соизмеримы с абсолютными деформациями раскосов от
продольных сил и достигают от 22 до 89 % их значения.
Таблица 1
Перемещения концов раскосов от изгиба полки поясного
уголка и абсолютные деформации раскосов
Тип
№
раскоса сечения
нижний верхний
пояс
1-10
3-10
3-11
5-11
А,
см2
N, DL, Перемещения от
изгиба полки
кН мм
уголка, мм
сумма
пояс
Уг. 50 х
4,8 29,2 0,75
5
Уг. 80 х
15,1
0,24
10
29,3
Уг. 50 х
4,8 8,45 0,22
5
Уг. 75 х
11,5 -8,4 0,09
8
0,05
0,012 0,17
0,04
0,012 0,16
0,032
0,018 0,05
0,036
0,044 0,08

223.

Учет продольной (по направлению раскосов) податливости узлов в
расчетной схеме пространственной трехгранной фермы приводит к
снижению общей жесткости раскосной решетки в 1,5 раз. При этом
возрастают вертикальные расчетные перемещения конструкции. В
табл. 2 дается сравнение экспериментальных вертикальных
перемещений узлов верхнего пояса и расчетных перемещений при
действии равномерно распределенной нагрузки.
Таблица 2
Сравнение экспериментальных и расчетных перемещений
верхнего пояса трехгранной фермы
Адрес
данных
S, мм
Эксперим
. данные
Расчет
без учета
податлив
ости
Расчет с
учетом
податлив
ости
Узел 2
Уз
ел
3
Узел 4
Уз
ел
5
отличие
отличие
отличие
отличие
S,
от
S,
от
S,
от
от
м
эксперим мм эксперим мм экспериме
экспериме
м
ента %
ента %
нта, %
нта, %
8,3
-
5,1
-
8,2
-
7,1
-
7
16
3,5
30
6,1
2
7
5
3
0
7,7
7
4,5
11
7,1
1
3
6,1
1
5
Анализ расчетных и экспериментальных данных при других
схемах загружения привел к аналогичным выводам. Расхождение
между максимальными теоретическими и экспериментальными
прогибами при внеузловой на грузке сосредоточенной силой,
приложенной в центре каждой панели верхнего пояса, составляет
2,4%. Расхождение при узловом загружении трехгранной фермы
сосредоточенной нагрузкой составляет 9%. При дополнительной

224.

схеме загружения равномерно распределенной нагрузкой
половины фермы это расхождение 4,2%.
При сравнении экспериментальных и теоретических перемещений
как при учете податливости узлов, так и без учета податливости
можно видеть, что чем дальше находятся точки приложения
внешних сил от узлов, тем больше разница в сравниваемых
перемещениях. Максимальная разница наблюдается при узловом
загружении. Это вполне закономерно. При узловом загружении
наиболее нагружен узел и деформации в нем, а, следовательно, и
его податливость будут максимальными в отличие от внеузлового
загружения.
Студенческие работы
В отличие от вертикальных перемещений снижение
пространственной жесткости конструкции практически не влияет
на внутренние усилия в поясах и раскосах. Произведенные расчеты
трехгранной фермы при варьировании податливостью узлов
показывают, что перемещения узлов конструкции линейно зависят
от податливости и при еѐ увеличении в два раза происходит
возрастание перемещений на 90% по сравнению с жесткими
узлами. А внутренний изгибающий момент и продольная сила
изменяется не более чем на 4,8%. Это и подтверждается
экспериментально.
Основные выводы
Учет податливости узлов в расчетной схеме привел к возрастанию
теоретических вертикальных перемещений и их отличие от
экспериментальных данных при основной схеме загружения
(равномерно – распределенная нагрузка) составляет от 7 до 15 %.
Представляется возможным дальнейшее уточнение расчетной
схемы путем анализа напряженно-деформированного состояния
пространственных узлов и оценки изменения их формы в процессе
деформирования.
Податливость узлов в меньшей степени влияет на внутренние
усилия элементов.

225.

Произведенные расчеты и эксперимент позволил уточнить
расчетную схему трехгранной фермы с пентагональным замкнутым
сечением верхнего пояса и приблизить теоретические значения
перемещений к экспериментальным.
Список литературы
1. Свидетельство на полезную модель № 000МПК6 Е04 С3/04.
Складчатое покрытие из наклонных ферм / (Россия) №, Заявлено
12.02.98; 16.12.98, Бюл. №12.
2. М, Матвеев складчатое покрытие. Информационный листок
№44-98. Томский МТЦНТИ, 1998 г. – 4 с.
3. , , Косинцев покрытие из прокатных профилей. //Труды НГАСУ,
т. 2, №2(4). Новосибирск 1999 С. 43-49.
Материал поступил в редакцию 28.02.2000
A. V. MATVEEV
Features of the designed circuit of a space trihedral farm with
pentahedrals by section of a upper belt
The designed scheme of a trihedral girder - forming block of an easy
steel coating with pentahedrals section of an upper belt is considered. In
such rod system under external load there is a change of the form of
section of belts, that results in the origin of a pliability in sites of
interface of belts with a lattice and lowering reducing a space rigidity of
a construction. The estimation of a pliability of nodal connections
allows to specify the designed scheme. As a result of it the deformed
schem of a trihedral girder is obtained which well is coordinated to
experimental data.
Структурные плиты конструкции цнииск
Выполнены в виде пространственных конструкций из
стержней в виде блоков размерами 18*12 и 12*24 м. Сборка
их осуществляется тем или иным методом непосредственно
на строительной площадке из отправочных заводских марок.

226.

Верхние пояса, по продольным осям выполняются из
прокатного профиля, а верхние поперечные, нижние пояса и
раскосы – из прокатной уголковой стали.
Рисунок 5.1 Конструктивная схема структурной плиты
ЦНИИСК: 1 –колонна; 2- нижний пояс плиты; 3- верхний
пояс плиты; 4- вертикальные связи; 5- «настил» плиты из
трехслойных панелей типа «сэндвич», 6 – «косынки» для
крепления элементов решетки, 7 – электросварка косынок.
Соединение стержней в узлах – на болтах или, как вариант, с
помощью электросварки. Верхние и нижние пояса блоков
стыкуются с помощью фланцев, а нижние поперечные – с
помощью накладок. Конструкция структуры беспрогонная и
предусматривает установку «настила» непосредственно по
верхнему поясу конструкции. Высота структурной
плиты h= 2,2 м. По верхнему поясу плиты крепится
профилированный настил H 79*66 *1,0 с самонарезающими
болтами М 6*20 с шагом, равным 300 мм. Листы между
собой соединяются на заклепках с шагом 300 мм.
5.1.2 Структурная плита «Кисловодск»

227.

Представляют собой структурную плиту из трубчатых
профилей с ортогональной сеткой поясов (пирамида на
квадратной основе) размерами 3*3 высотой 1.8-2.4 м.
Стержни выполнены из цельнотянутых труб диаметром ≥
100мм с приваренными по торцам шайбами. В отверстии
шайб закреплены стержни высокопрочных болтов, на
противоположных концах которых установлены муфты из
«шестигранника». Последние обеспечивают соединение
стержней в пространственную конструкцию. Опирание
структурной плиты на колонны – шарнирное, через опорные
пирамиды – капители. Сборка плиты в пространственный
блок размером 30*30 и 36*36 с сеткой колонн соответствен-
Рисунок 5.2 Конструктивная схема структурной плиты
«Кисловодск»: 1- колонна; 2- капитель (опорная секция
плиты); 3- структурная плита; 3а – горизонтальные связи
ячейки плиты; 3б – вертикальные связи между поясами
плиты; 4- узел соединительной решетки плиты в виде
многогранника; 5- прогон; 6- «настил».

228.

Рисунок 5.3 Структурная плита типа Кисловодск (схема узла
В): 1- многогранник; 2- сверление с резьбой; 3- болт; 4шайба с резьбой под болт; 5- стержень трубчатого профиля
d≤100мм.
но 18*18 и 24*24 выполняется из отправочных элементов:
стержни и узлы «решетки» в виде многогранника.
Плита типа «Кисловодск» требует установки прогонов по
трубчатым элементам верхнего пояса для настила
кровельных панелей.
Конструктивная схема структуры и узлов решетки,
приведенная на рис. 5.2, 5.3, предназначена, главным
образом, для возведения зданий павильонного типа
гражданского и производственного назначения с
«разреженным» шагом колонн. Варианты сопряжения
нескольких зданий между собой (см. рис. 5.4) позволяет
формировать многопролетное здание требуемой площади.
<<< Предыдущая
https://studfile.net/preview/2179938/page:19/

229.

Особенности расчетной схемы пространственной
комбинированных структурной стальной
трехгранной фермы SCAD с применением
замкнутых гнутосварных профилей
прямоугольного сечения на болтовых
соединениях с большими перемещениями на
предельное равновесие и приспособляемость
Features of the design scheme of the spatial combined structural steel triangular truss SCAD with the use of
closed bent-welded rectangular cross-section profiles on bolted joints with large displacements for extreme
equilibrium and adaptability
SAP2000-Modeling, Analysis and Design of
Space Truss(Triangular Arch Truss) 01/02
https://www.youtube.com/watch?v=g76K3hvh
AQg
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ
СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ ГНУТОСВАРНЫХ
ПРОФИЛЕЙ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия со стержнями из
гнутосварных профилей при заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 5 используются СП
16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23—81*», СП
20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07—85*».
1. Исходные данные
Район строительства, состав конструкции покрытия и кровли приняты по аналогии с примером 4.
Назначение проектируемого здания — механосборочный цех. Уровень ответственности здания нормальный. Для примера 5 назначаем коэффициент надѐжности по ответственности у = 1,0.
п
Условия эксплуатации здания: здание отапливаемое.
Здание однопролѐтное, одноэтажное. Габариты объекта (размеры даны по осям здания): длина 90,0
м; пролѐт 18,0 м. Высота до низа стропильной конструкции 9,0 м; шаг колонн 6,0 м.
Краткое описание покрытия: двускатное, бесфонарное, уклон кровли 2,5%. Фермы стальные с
параллельными поясами высотой по наружным граням поясов 2,0 м, пролѐтом 18,0 м, располагаются
с шагом Вф = 6,0 м. Устойчивость и геометрическая неизменяемость покрытия обеспечивается
постановкой связей по поясам ферм и вертикальных связей с развязкой их распорками в пролѐте и по

230.

опорам стропильных конструкций (в соответствии с требованиями [29]). Опирание ферм
осуществляется на стальные колонны, тип узла сопряжения фермы с колоннами — шарнирный.
Кровля рулонная из наплавляемых материалов. В качестве основания под кровлю принята стяжка.
Покрытие утеплѐнное, утеплитель - минераловатные плиты повышенной жѐсткости; толщина
утеплителя определяется по теплотехническим строительным нормативам. Пароизоляция принята из
наплавляемых материалов согласно нормативам. Несущие ограждающие конструкции покрытия —
стальные профилированные листы, монтируемые по прогонам. Конструкция кровли (состав
кровельных слоев), а также конструкция покрытия принимаются в соответствии с нормами
проектирования.
Равномерно распределѐнная нагрузка от покрытия, в том числе от массы кровли (с учѐтом всех
кровельных слоѐв), стяжки, теплоизоляции, пароизоляции, а также от собственного веса
профнастила покрытия: нормативная q" п = 10 гН/м ; расчѐтная <7 = 12,4 гН/м . Данная нагрузка
рассчитана как сумма нагрузок от 1 м всех принятых в проекте слоѐв кровли и покрытия с учѐтом их
конструктивных особенностей и в соответствии с укзаниями норм проектирования [31].
p
2
крп
2
2
Фермы не подвержены динамическим воздействиям и работают на статические нагрузки.
Согласно [29, табл. В.2] принимаем материалы конструкций: верхний, нижний пояса и решѐтка из
гнутосварных профилей по ТУ 36-2287-80 и ТУ 67-2287-80 - сталь С255; фасонки - сталь С255 по
ГОСТ 27772—88*; фланцы для стыка верхнего пояса — сталь С255 по ГОСТ 27772—88*; фланцы
для стыка нижнего пояса — сталь С345-3 поГОСТ 27772-88*.
Сварка полуавтоматическая в среде углекислого газа (ГОСТ 8050—85*) сварочной проволокой
марки СВ-08Г2С (ГОСТ 2246—70*) диаметром 2 мм.
Антикоррозионное покрытие проектируемых стальных конструкций назначается в соответствии с
указаниями норм проектирования по защите строительных конструкций от коррозии.
2. Статический расчѐт фермы
Заданный уклон кровли / = 2,5%. Требуемый уклон создаѐтся за счѐт строительного подъѐма фермы.
При выполнении сбора нагрузок уклоном пренебрегаем ввиду его незначительности.
Сбор нагрузок ведѐм в табличной форме (табл. 28).
Расчѐтные узловые силы на ферму (см. пример 4):
• от постоянной нагрузки F = q d = 100,2 • 3 = 300,6 гН;
• от снеговой нагрузки F = p d = 108-3 = 324,0 гН.
g
g
s
s
Горизонтальную рамную нагрузку условно принимаем F = 500 гН. Обозначения стержней при
расчѐте стропильной фермы — см. на
p
рис. 64. Усилия в ферме определяем методом построения диаграммы Максвелла—Кремоны
(рис. 65). Результаты расчѐта заносим в табл. 33.

231.

Рис. 64. Обозначение стержней и узлов фермы из ГСП (пример 5)

232.

Рис. 65. Диаграммы усилий в стропильной ферме (пример 5):
а - от единичной вертикальной нагрузки;
6- от единичной горизонтальной нагрузки

233.

Расчѐтные усилия в стержнях фермы, гН
Таблица 33
Элеме
нт
Усилия от
единичной
нагрузки
Обоз
начение
ферм
ы
Верхн
ий
пояс
Нижн
ий
пояс
Раско
сы
сле
ва
спра
ва
с
двух
стор
он
В-1
-1,4
-0,6
-2,0
В-2
-3,3
-1.6
В-3
-3,5
Н-1
Усилия от
постоянной
нагрузки
(F =
300,6 гН)
Усилия от
снеговой нагрузки
(F = 324,0 гН)
s
Усилия
от
рамной
сжимаю
щей
силы
Расчѐтные
усилия
слев
а
спра
ва
С
двух
стор
он
-601,2
453,
6
194,
4
648,
0
1,0
500,
0
1749
,2
-
-4,9
-1473
1069
,2
518,
4
1587
,6
1,0
500,
0
3560
,6
-
-2,8
-6,3
-1893,8
1134
,0
907,
2
2041
,2
1,0
500,
0
4435
,0
-
2,7
1,2
3,9
1172,4
874,
8
388,
8
1263
,6
0
0
-
2436,0
Н-2
3,8
2,2
6,0
1803,6
1231
,2
712,
8
1944
,0
0
0
-
3747,6
Н-3
3,3
3,3
6,6
1984,0
1069
,2
2138
,4
2138
,4
0
0
-
4122,4
Р-1
2,3
0,9
3,2
962,0
745,
2
291,
6
1036
,8
0
0
-
1998,8
Р-2
-2,2
-0,9
-3,1
-932,9
712,
8
291,
6
1004
,4
0
0
1937
,3
-
Р-3
0,9
0,9
1,8
541,2
291,
6
291,
6
583,
2
0
0
-
1124,4
291,
6
583,
2
0
0
1124
,4
-
291,
6
162,
0
0
0
-
441,9
стерж
ня
g
Р-4
-0,9
-0,9
-1,8
-541,2
291,
6
Р-5
-0,4
0,9
0,5
150,3
129,
6
Fp
-1
гН
F =
500
гН
p
сжат
ие
растяже
ние

234.

Р-б
0,4
-0,9
-0,5
-150,3
129,
6
291,
6
162,
0
0
441,
9
0
-
3. Подбор сечений стержней фермы Подбор сечений стержней верхнего пояса
Верхний пояс принимаем без изменения сечения по всей длине фермы. Сечение пояса подбирается
из гнутосварного прямоугольного профиля и рассчитывается на усилие N _ = -4435,0 гН.
B
3
Для стали С255 ГОСТ 27772—88* по [29, табл. В.5] определяем расчѐтное сопротивление R = 240
МПа.
y
Предварительно задаѐмся коэффициентом устойчивости ф = 0,7. Требуемая площадь сечения
верхнего пояса
Принимаем по ТУ 36-2287—80 профиль сечением Гн. ? 160x120x5 (рис. 66, а), геометрические
характеристики которого: площадь поперечного сечения А = 27,0 см ; радиусы инерции сечения: i =
6,09 см; /у = 4,87 см.
2
x
о &ь 160 -л
Значение — = -у = 32 < 45 не превышает предельную величину. Гибкости стержня и коэффициенты
продольного изгиба:
Рис. 66. Расчѐтные сечения стержней поясов фермы (пример 5): а - верхнего пояса; б - нижнего пояса
Определяем предельные гибкости и выполняем проверку:

235.

Условия гибкости стержней выполняются.
Проверяем устойчивость верхнего пояса:
Устойчивость обеспечена.
Если уменьшить сечение верхнего пояса, приняв его из 1н. ? 160х х 120x4, в этом случае данный
профиль не проходит дальнейшей проверки на несущую способность стенки пояса. Поэтому
оставляем сечение верхнего пояса из профиля Гн. ? 160x120x5.
Проверяем гибкость стенки:
Условие выполняется, поэтому при расчѐте пояса во внимание принимается полная площадь
сечения А.
Проверяем гибкость верхнего пояса при монтаже конструкций. Расчѐтная длина стержня из
плоскости фермы при постановке распорки по центру пролѐта 1 ^ = 890 см. Проверка гибкости
пояса:
е
у
Условие гибкости выполняется.
Подбор сечения стержней нижнего пояса
Нижний пояс проектируем без изменения сечения по всей длине. Гнутосварной профиль принимаем
квадратного сечения и рассчитываем на усилие 7V _ = 4122,4 гН.
H
3
Требуемая площадь сечения нижнего пояса

236.

Принимаем по ТУ 36-2287—80 профиль сечением Гн.Ш 120x4 (рис. 66, б) с геометрическими
характеристиками: площадь поперечного сечения А = 18,56 см ; радиусы инерции сечения: i = 4,74
см; i = 4,74 см.
2
x
y
Проверяем условие -j- = = 30 < 45. Условие соблюдается.
Проверяем гибкости стержня:
Проверка прочности сечения на растяжение:
Прочность обеспечена. Проверяем гибкость стенки:
Условие удовлетворяется.
Проверяем условие применения шарнирной расчѐтной схемы при выполнении статического расчѐта
согласно [29, п. 15.2]:
D 16,0 1 1
b
• для верхнего пояса — =-=-< —;
/ 300 18,8 10
0
D 12,0 1 1
b
• для нижнего пояса — =-= — < —.
/ 300 25 10
0
Расчѐт фермы выполняем по шарнирной схеме.
Допустимая относительная расцентровка: для верхнего пояса е = 0,25/* = 0,25-16 = 4,0 см; для
нижнего пояса е = 0,25h = 0,25* 12 = = 3,0 см.
вп
Hn

237.

Подбор сечений сжатых раскосов, стоек производится по методике, приведѐнной для сжатого пояса,
а растянутых раскосов — по методике, приведѐнной для растянутого пояса. Расчѐты следует вести с
учетом обеспечения местной устойчивости стенок квадратного ГСП.
Результаты расчѐта поперечных сечений стержней решѐтки фермы приведены в табл. 34. Следует
отметить, что при подборе сечения раскосов фермы в нашем случае решающим является расчѐт
сварных соединений с поясом.
Таблица расчѐта сечений стержней фермы
Таблица 34
Эл
ем
ен
т
фе
рм
ы
П
л
оОбо
знач
ение
стер
жня
Рас
чѐтн
ое
уси
лие
N, г
Н
М
ар
ка
ст
ал
и
Сеч
ени
е
Расчѐт
ная
длина,
см
Радиус
инерции
, см
Гибкос
ть
29
0
29
0
6,0
9
4,8
7
47,
6
59
,6
2,
0
15
0
0,
85
1
-
0,32 <
1
30
0
30
0
6,0
9
4,8
7
49,
3
61
,6
2,
1
14
2
0,
86
1
-
0,64 <
1
30
0
30
0
6,0
9
4,8
7
49,
3
61
,6
2,
1
13
2
0,
86
1
-
0,80 <
1
30
0
75
0
4,7
4
4,7
4
63,
3
15
8,
2
-
40
0
-
1
0,55
<1
-
30
0
75
0
4,7
4
4,7
4
63,
3
15
8,
2
-
40
0
-
1
0,85
<1
-
30
0
75
0
4,7
4
4,7
4
63,
3
15
8,
2
-
40
0
-
1
0,93
<1
-
20
0
23
2
3,9
2
3,9
2
51,
0
59
,2
-
40
0
-
1
0,55
<1
-
23
2
23
8
3,9
2
3,9
2
59,
2
60
,7
2,
1
17
2,
0,
86
1
-
0,62 <
1
Проверка
сечений
щ
а
д
ь
А
,
с
м
2
Ве
рх
ни
й
по
яс
Ни
жн
ий
В-1
174
9,2
В-2
356
0,6
В-3
443
5,0
Н-1
243
6,0
Н-2
374
7,6
Н-3
412
2,4
Р-1
199
8,8
Р-2
193
по
яс
Ра
ск
ос
ы
Гн.
П
160
x12
0x5
С
2
5
5
Гн.
[31
20x
4
Гн.
П
100
X4
2
7,
0
1
8,
5
6
1
5,
3
6

238.

7,3
8
Р-3
112
4,4
21
4
23
8
3,9
2
3,9
2
54,
6
60
,7
-
40
0
-
1
0,30
<1
-
Р-4
112
4,4
21
4
23
8
3,9
2
3,9
2
54,
6
60
,7
2,
1
18
0
0,
86
1
-
0,36 <
1
Р-5
441,
9
21
4
23
8
3,1
4
3,1
4
68,
2
75
,8
-
40
0
-
1
0,20
<1
-
21
4
23
8
3,1
4
3,1
4
68,
2
75
,8
2,
6
18
0
0,
78
1
-
0,26 <
1
Р-6
441,
9
Гн.
[38
0x3
9,
2
4
Примечание. Профили раскосов Р-1—Р-4 приняты по расчѐту сварных соединений с поясами, а
также из условия однотипности размеров сечений.
Проверяем выполнение конструктивных условий. Для раскосов из профиля Гн.ШОхЗ:
Для раскосов из профиля Гн.Ш
Условия
100x4
соблюдаются.
4. Расчѐт сварных швов для прикрепления стержней решѐтки фермы к верхнему и нижнему
поясам
Выполняем расчѐт сварных соединений решѐтки впритык к поясам фермы.
В [9, п. 15.14] даны формулы для расчѐта сварных швов прикрепления решѐтки к поясам. Сварные
швы, которые делаются с полным проваром стенки сечения стержня, а также при наличии
установочного зазора, равного (0,5...0,7)/^, рассчитываются как стыковые. В соответствии с [9, п.
15.25] заводские стыки элементов следует выполнять встык на остающейся подкладке. Применение в
растянутых элементах сварных стыковых швов с напряжением более 0,9R не рекомендуется.
y
Выполняем расчѐт сварных швов.
Растянутый раскос Р-1
По расчѐту на прочность для раскоса принят профиль Гн. ? 100x4.
Определяем длину продольных швов: b = . = = 130 мм,
ь
sin a sin 51
+
1,85 _
1в

239.

где а = arctg —= 51.
1,3
с2
Отношение величин — = — = 0,15 < 0,25. о 13
Расчѐтная длина швов / = 2b + d = 2 • 3 + 10 = 36 см.
ш
Проверка сварного шва по нормальным напряжениям:
где R = 0,85 R = 0,85 • 240 = 204 мПа.
my
y
Прочность шва обеспечена.
Проверка сварного шва по касательным
напряжениям:
где R = 0,58^2- 0,58-^ =
m
138,6 МПа.
Ут i,UZJ
Условие удовлетворяется.
Проверка сварного шва по приведѐнным напряжениям:
Условие соблюдается.
Растянутый раскос Р-5
По расчѐту на прочность для раскоса принят профиль Гн. ? 80x3.
Определяем длину продольных швов: b - . = . ^ = 100 мм.
ь
sin a sin 51
с2
Отношение величин = — = 0,2 < 0,25. b 10
т
Расчѐтная длина швов / = 2b + d= 2 • 10 + 8 = 28 см.
ш
Проверка прочности сварных швов:
=

240.

y _ sina 441,9sin51°
p
5
• по нормальным напряжениям-=-= 0,2 < 1;
taLKylc 0,3 -28 -204-1
TVp_ cos a 441,9 cos 51°
5
• по касательным напряжениям - = - =
taLKclc 0,3-28 138,6 1
= 0,24 < 1;
V40,8 + 3-33,3
2
2
• по приведенным напряжениям --= --=
1,15/? y 1,15-204-1 = 0,31<1.
c
ayc
Прочность сварных швов обеспечена.
Расчѐт сварных швов остальных стержней решѐтки фермы проводится аналогичным образом.
5. Проектирование узлов фермы Расчѐт опорного узла фермы на колонну
Узел 1 (рис. 67)
Согласно заданию узел опирания фермы на колонну — шарнирный. Для крепления верхнего пояса к
колонне при сжимающей рамной силе конструктивно принимаем шесть болтов М20 класса 5.6.

241.

Рис. 67. Опорный узел фермы из ГСП на колонну (пример 5)
Если бы рамная сила была растягивающей, то в этом случае болты следует проверять расчѐтом.
~ л. (4g + Ps) n (100,2 + 108)18
l
Опорная реакция фермы R = -=---=
A
ь
= 1873,8 гН.
Требуемая длина сварного шва, соединяющего опорное ребро с фермой,
где kf— катет сварного шва, принимаемый по [29, табл. 38]. При этом должно выполняться условие
Высоту опорного ребра принимаем конструктивно 280 мм. Назначаем опорный фланец шириной 320
мм и толщиной 16 мм.
Проверяем напряжение смятия торца фланца от опорной реакции:
Прочность обеспечена.
Выполняем проверку сварного шва прикрепления верхнего пояса к опорному фланцу. Нормальные
напряжения в сварном шве, соединяющем верхний пояс с фланцем,
Касательные напряжения в сварном шве
Проверяем прочность шва по приведѐнным напряжениям:

242.

Прочность сварного шва обеспечена.
Проверка несущей способности стенки пояса для стержня Р-1 на вырывание (так как раскос
растянут):
Прочность стенки пояса обеспечена.
Проверка несущей способности боковых граней пояса в месте примыкания растянутого раскоса.
Вычисляем расчетное условие: = 0,83 < 0,85.
Проверку боковых граней пояса выполнять не требуется.
Выполняем проверку несущей способности элементов решѐтки в месте примыкания к поясу по
формуле
Вычисляем коэффициент к. Определяем неравенства:
Тогда к = 1,0.
Проверяем несущую способность растянутого раскоса Р-1:
Расчѐтное условие выполняется.
Расчѐт укрупнительных монтажных стыков
Для удобства перевозки конструкций ферму проектируем из двух отправочных марок (полуферм),
которые соединяются на стройплощадке с помощью укрупнительных стыков.

243.

Узел 2 (рис. 68, а)
Монтажный стык работает на сжатие. Фланцы принимаем толщиной 16 мм из стали марки С255 по
ГОСТ 277772—88*. Для фланцевого соединения назначаем четыре болта М20 класса 5.6.
Диаметр шайб d = 37 мм, диаметр отверстий - 23 мм.
m
Болты следует размещать так, чтобы соблюдались конструктивные требования расположения.
Проверяем конструктивные требования:
Условия размещения болтов соблюдаются.
Для недопущения сдвига во фланцевом соединении должно выполняться условие -~r < 1, где Q условная поперечная сила, при
отсутствии местной поперечной силы в расчет вводится условная поперечная сила Q f= 0,lp7V; р коэффициент трения поверхностей фланцев.
e
^ Ps 108-17,8 . . „ Условная поперечная сила Q = — =-= 480,6 гН.
l
ол
Проверяем расчѐтное условие:
где N — расчѐтное усилие в
CT
стыке:
Прочность
обеспечена.

244.

Рис. 68. Укрупнительные стыки фермы из гнутосварных профилей (пример 5):
а - монтажный стык верхнего пояса; б - то же нижнего пояса
Выполняем проверку угловых сварных швов. Вид сварки и применяемые сварочные материалы
аналогичны принятым в примере 5.
Коэффициенты и расчѐтные сопротивления сварных швов, принимаемых при расчѐте:
• по металлу шва ру= 0,9 [29, табл. 39]; R = 215 МПа [29, табл. Г.2];
af
• по металлу границы сплавления [3. = 1,05 [29, табл. 39]; R = 0,45R = = 0,45-370 = 166,5 МПа —
для стали С255 (материал ГСП и фланцев верхнего
az
un

245.

пояса);
„ Р/^со/ 193,5 , ,
Проверяем условие-=-= 1,1 > 1,0 — несущая способРЛ* 1 ,8
74
ность сварных швов определяется прочностью металла границы сплавления.
Для верхнего пояса в месте устройства монтажного стыка принимается условие расчѐта сварного
соединения по металлу границы сплавления.
Проверяем прочность сварного шва по формуле
где l = 2(D + Z)) - 1 см = 2(16 + 12)- 1 =55 см;у = 1.
(a
с
b
Прочность шва обеспечена.
Узел 3 (рис. 68, б)
Рассчитываем фланцевое соединение нижнего пояса. Растягивающее усилие N _ = 5246,7 гН.
H
3
Материал фланцев — сталь марки С345-3 по ГОСТ 27772—88* с расчѐтным сопротивлением по [29,
табл. В.5] R = 300 МПа. Толщина фланцев = 30 мм.
y
Для фланцевого соединения принимаем высокопрочные болты М24 по ГОСТ Р 52644-2006.
Согласно ГОСТ Р 52643-2006 класс прочности болтов 10.9. Материал высокопрочных болтов —
сталь 40Х климатического исполнения ХЛ в соответствии с указаниями нормативов [29, п. 5.6].
Диаметр шайб = 49 мм, диаметр отверстий — 28 мм.
Площадь сечения высокопрочного болта М24 по [29, табл. Г.9] A = 3,53 см .
bh
2
Расчѐтное сопротивление растяжению высокопрочного болта
где R принимается по [29, табл. Г.8].
bun
Проверяем прочность фланцевого соединения нижнего пояса для стержней из гнутосварных
профилей:
где п — количество болтов (п = 8 шт.); к — коэффициент, определяемый по [15, табл. 5].
2

246.

Прочность обеспечена.
Выполняем конструирование фланцевого соединения согласно [15, разд. 4]. Количество рѐбер
жесткости п = 4. Требуемая длина ребра жѐсткости
р
где h — высота профиля нижнего пояса.
Принимаем длину ребра жѐсткости / = 200 мм.
р
Согласно рекомендациям [15, п. 4.6] болты должны располагаться по возможности как можно ближе
к присоединяемому профилю. Проверяем условия расположения болтов:
принимаем b = 50 мм;
x
Размеры (высота и ширина) фланца при квадратном сечении гнутосварного профиля
/гф = Ьф = /г + 2Ь + 2a = 120 + 2-50 + 2-50 = 320 мм.
1
z
Проверяем фланцевое соединение на сдвиг. Контактное усилие для замкнутых сечений V= 0,1 R =
0,1- 754,6 • 3,53 = 266,4 гН.
bh
Условная поперечная сила Q = 0,lp7V = 0,1-0,25-5246,7 = 131,2 гН. Проверку производим по
формуле
ef
Условие соблюдается.
Выполняем расчѐт сварных швов. Сварные швы — угловые с обеспечением проплавления корня шва
на 2 мм.
Проверяем прочность сварного шва, соединяющего нижний пояс с фланцем в узле монтажного
стыка:
• по металлу шва
*

247.

по металлу границы сплавления
• по металлу границы сплавления с фланцем в направлении толщины проката
D лл г
где Л,,=0,5 — =0,5— =145,2 МПа.
* Ут 1,05
Прочность сварных швов обеспечена.
Производим конструирование промежуточных узлов.
Узел 4 (рис. 69)
При проектировании примыкания раскосов к поясу фермы пересечение их осей смещается с оси
пояса на величину е. Это делается с целью выполнения требуемого зазора между носками раскосов.
Изгибающий момент, возникающий от внецентренного приложения нагрузки, допускается не
учитывать при величине эксцентриситета е не более 0,25 высоты сечения пояса.
Проектирование и расчѐт узлов фермы следует выполнять в соответствии с требованиями норм,
изложенными в [29, прил. Л, п. Л.2].
Проверим прочность узла фермы. Величину углов наклона раскосов принимаем равной а = 5Г.
Определяем проекции высот раскосов на пояс:
Величина зазора между полками раскосов 2с = 20 мм. Проверяем расчѐтные условия:
Проверка несущей способности стенки пояса при одностороннем примыкании к нему стержней
решѐтки фермы выполняется по формуле

248.

где y — коэффициент, зависящий от знака усилия в примыкающем элементе и равный 1,2 при
растяжении и 1,0 - в остальных случаях; y — коэффициент, учитывающий вид напряженного
состояния пояса; y = 1 при растяжении, а также при сжатии в поясе, если соблюдается условие < 0,5;
в случае > 0,5 при сжатом поясе К К
d
D
D
коэффициент y определяется по формуле у = 1,5 - , где а = —;
D
D
R A
y
f
N,F— усилия соответственно в раскосе (стойке) и поясе.
Проверка несущей способности стенки пояса для стержня Р-2 на продавливание (так как раскос
сжат).
В примере 6 нагрузка на верхний пояс приложена в узлах, поэтому изгибающий момент в
поясе М= 0.
Определяем соотношение
поэтому y = 1,5 - = 1,5 - 0,55 = 0,95.
D
R
y
Выполняем проверку несущей способности стенки пояса:
= 0,76 < 1,
, D-d, 12-10 ,
где/! = —— = —j—
= CM
'
Условие выполняется.
Проверка несущей способности стенки пояса для стержня Р-3 на вырывание (так как раскос
растянут).

249.

Прочность стенки пояса обеспечена.
Проверка несущей способности боковых граней пояса в месте примыкания сжатого раскоса.
Вычисляем расчѐтное условие: = 0,83 < 0,85.
Проверку боковых граней пояса выполнять не требуется.
Выполняем проверку несущей способности элементов решѐтки в месте примыкания к поясу по
формуле
Рис. 69. Отправочный элемент фермы

250.

из гнутосварных профилей (пример 5)
Вычисляем коэффициент к. Определяем неравенства:
Тогда к = 1,0.
Проверяем несущую способность сжатого раскоса Р-2:

251.

Расчѐтное условие выполняется.
Аналогично проверяется несущая способность раскоса Р-3. Остальные промежуточные узлы
рассчитываются по типу узла 4 в соответствии с требованиями, изложенными в [29, прил. Л, п. Л.2].
6. Расчѐт жѐсткости конструкции
Определение прогиба выполняется по аналогии с расчѐтом, приведѐнным в примере 1. Поэтому
данные вычисления опускаем. Строительный подъѐм фермы показан на рис. 70.
Рис. 70. Геометрическая схема стропильной фермы с маркировкой опорных узлов и
укрупнительных монтажных стыков (пример 5)
Посмотреть оригинал
< Пред
СОДЕРЖАНИЕ
ОРИГИНАЛ
След >
ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ СТРОПИЛЬНЫХ ФЕРМ
Расчѐт ферм покрытия в соответствии со СНиП II-23-81* широко
представлен в технической литературе. Примеры расчѐта конструкций
покрытия по СП 16.13330.2011 в технической литературе встречаются
редко. Опыт применения актуализированных СНиП практически небольшой,
так как новые нормативы были приняты совсем...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)

252.

РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ ПАРНЫХ УГОЛКОВ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия со
стержнями из парных уголков при определѐнных заданных условиях. При
расчѐте фермы в этом примере используются СП 16.13330.2011 «Стальные
конструкции. Актуализированная редакция СНиП 11-23—81*», СП
20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия....
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ПОЯСАМИ ИЗ ТАВРОВ И
РЕШЁТКОЙ ИЗ ПАРНЫХ УГОЛКОВ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия с
поясами из широкополочных тавров и решѐткой из парных уголков при
заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 2 применяются СП
16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП
11-23-81*», СП 20.13330.2011 «Нагрузки...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ВЕРХНИМ ПОЯСОМ ИЗ
ШИРОКОПОЛОЧНОГО ДВУТАВРА
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия при
заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 3 используются СП
16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП
11-23-81*», СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия.
Актуализированная редакция СНиП 2.01.07—85*»....
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ ИЗ КРУГЛЫХ ТРУБ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия со
стержнями из круглых труб при заданных условиях. При расчѐте фермы в
примере 4 используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции.
Актуализированная редакция СНиП 11-23 — 81*», СП 20.13330.2011
«Нагрузки и воздействия. Актуализированная...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ПОЯСАМИ ИЗ ТАВРОВ И
РЕШЁТКОЙ ИЗ ОДИНОЧНЫХ УГОЛКОВ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную ферму покрытия с
поясами из широкополочных тавров и решѐткой из одиночных уголков при

253.

заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 6 используются СП
16.13330.2011 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП
Н-23—81», СП 20.13330.2011 «Нагрузки...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
ФЕРМЫ ИЗ ЗАМКНУТЫХ ГНУТОСВАРНЫХ ПРОФИЛЕЙ (ГСП)
Общие положения Типовые фермы из замкнутых гнутосварных профилей
проектируются с узлами без фасонок и опиранием покрытия
непосредственно на верхний пояс. Геометрические схемы решѐтки ферм из
ГСП показаны на рис. 11. Углы примыкания раскосов к поясу должны быть
не менее 30°, в этом случае обеспечивается...
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СТРОПИЛЬНОЙ ПРУТКОВОЙ ФЕРМЫ
Требуется рассчитать и сконструировать стропильную прутковую ферму
покрытия при заданных условиях. При расчѐте фермы в примере 7
используются СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции.
Актуализированная редакция СНиП 11-23—81», СП 20.13330.2011
«Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.0785*»....
(Проектирование и расчѐт стальных ферм покрытий промышленных зданий)
ПОКРЫТИЯ ЗДАНИЙ ПО СТРОПИЛЬНЫМ ФЕРМАМ
Покрытие здания состоит из кровли (ограждающих конструкций), несущих
элементов (прогонов, стропильных ферм), на которые опирается кровля, и
связей по покрытию. Кроме того, для освещения помещений верхним
светом и их естественной вентиляции в системе покрытия многопролетных
зданий устраивают фонари, опирающиеся...
(Инженерные конструкции. Металлические конструкции и конструкции из
древесины и пластмасс)
© Studref - Студенческие
реферативные статьи и
материалы (info{aт}studref.com)
© 2017 - 2023
https://studref.com/542649/stroitelstvo/raschyot_konstruirovanie_stropilnoy_fermy_gnutosvarnyh_profiley

254.

255.

256.

257.

258.

259.

260.

261.

262.

263.

264.

265.

266.

267.

268.

269.

270.

271.

272.

273.

274.

275.

276.

277.

278.

279.

280.

281.

282.

283.

284.

285.

286.

287.

288.

289.

290.

291.

292.

293.

294.

295.

296.

297.

298.

299.

300.

301.

302.

303.

304.

305.

306.

307.

308.

309.

310.

311.

312.

313.

314.

315.

316.

317.

318.

319.

Hydraulic Jacking
Hydra Capsule has established itself as s leading contractor from over 50 years’ of practical experience and
within the civil and construction industry, mainly used for heavy lifting, pre-loading or lowering
applications. All our hydraulic jacks and jacking equipment are designed, manufactured and
calibrated/testing in-house.
Technical data information sheets for hydraulic jacking application can be downloaded from the applicable
page.
We officially provide the largest hire fleet and stock of hydraulic jacks in UK with over 1,500 cylinders
which can be incorporated into any of our hydraulic jacking systems, from hand-operated, electric pumps
or synchronised lifting with control manifolds and pressure gauges, as illustrated below, to state of the art
computerised control and monitoring equipment used for precise controlled hydraulic movement when
carrying out major lifting projects, such as, bridge jacking decks, bridge bearings or house lifting operations
or other large heavy superstructures.
Our range of low height hydraulic jacks vary from 5 to 1,200 tonnes capacity with stroke from 5mm to
500mm and are designed to work in the toughest environments to which this type of equipment is normally
associated. Our hydraulic jacks are also equipped with locking collars to mechanically lock-off the ram

320.

after lifting and swivel heads to ensure that the load is transferred centrally through the jack.
Our bespoke hydraulic jacking and monitoring equipment is specially designed and manufactured to suit
many applications from preloading steelworks to temporary propping systems used for bridge jacking and
bridge bearing replacement operations.
Bridge Jacking for Bearing Replacement & Concrete Repair
Propping and Jacking Solutions
Pre-loading Operations

321.

Bar Stressing and Anchorage Testing
House Jacking and Lifting
Lifting, Lowering, Holding and Sliding Operations

322.

Weighing & Logging
Pile Testing
Jacking and Monitoring
Advantages of Hydraulic Jacking:
- We stock over 1,500 different types of cylinders for any applications (largest in the UK).
- Hydraulic Jacks capacities from 5 tonnes upto 1,200 tonnes from 5mm to 500mm stroke
- Cylinders can be used single, groups to synchronised lifting systems – manual, semi and fully automated
facilities
- Range of monitoring services from real-time to remote access can be included into all systems set-ups
- Our expertise range from Construction Site, Steelwork Installation, Railways, Highways and major
superstructures throughout the UK and Europe
- All cylinders are LOLER tested and UKAS traceable
Hydra-Capsule range of hydraulic jacks consists of:
Flat Jacks
Screwed ram jacks
Low profile jacks
Pad jacks
Hollow ram cylinders
Plain Ram Cylinders

323.

Pull and Push Cylinders
Pre-Stressing and anchorage cylinders
Pull Testing Jacks
Double-acting cylinders (plain ram and screw ram)
Long stroke cylinders
Wedge Jacks
Post-Tensioning Mono Jacks
Stressing Jacks
Strand Jacks
Multi-strand Jacks
Bespoke manufactured hydraulic jacks
Hydra-Capsule products and installation services are available on a contract basis for small to major
projects – we offer site assistance, written method statements / safe systems of works with permit to load
and reports .
Or alternatively, customers can buy or hire our full range of specialist jacks depending on your
requirements.
Contact Us
+44 (0) 1885 490 405
[email protected]
More Information
Site Map
Blog
Downloads
Legal
Terms & Conditions
Privacy Policy
Credit Application
Connect With Us
Find Us
Address
Hydra-Capsule Limited

324.

Hydra House - Bishops Frome
Worcestershire
WR6 5BP
Site Map | Privacy Policy | Conditions | Hydra Capsule AccountsContact | Blog
© Copyright 2024 Hydra-Capsule Ltd
Общество с ограниченной ответственностью «С К С Т Р О Й К О
М П Л Е К С - 5» СПб, ул. Бабушкина, д. 36 тел./факс 812-705-0065 E-mail: stanislav@stroycomplex-5. ru http://www. stroycomplex-5.
ru
РЕГЛАМЕНТ
МОНТАЖА АМОРТИЗАТОРОВ СТЕРЖНЕВЫХ ДЛЯ СЕЙСМОЗАЩИТЫ
МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ
1. Подготовительные работы
1.1 Очистка верхних поверхностей бетона оголовка опоры и пролетного строения от загрязнений;
1.2. Контрольная съемка положения закладных деталей (фундаментных болтов) в оголовке опоры и
диафрагме
железобетонного
пролетного
строения
или
отверстий
в
металле
металлического
или
сталежелезобетонного пролетного строения с составлением схемы (шаблона).
1.3. Проверка соответствия положения отверстий для крепления амортизатора к опоре и к пролетному
строению в элементах амортизатора по шаблонам и, при необходимости, райберовка или рассверловка новых
отверстий.
1.4. Проверка высотных и горизонтальных параметров поступившего на монтаж амортизатора и
пространства для его установки на опоре (под диафрагмой). При необходимости, срубка выступающих частей
бетона или устройство подливки на оголовке опоры.
1.5. Устройство подмостей в уровне площадки, на которую устанавливается амортизатор.

325.

2. Установка и закрепление амортизатора
2.1. Установка амортизаторов с нижним расположением ФПС (под железобетонные пролетные строения).
2.1.1. Расположение фундаментных болтов для крепления на опоре может быть двух видов:
1) болты расположены внутри основания и при полностью смонтированном амортизаторе не видны, т.к.
закрыты корпусом упора, при этом концы фундаментных болтов выступают над поверхностью площадки, на
которой монтируется амортизатор;
2) болты расположены внутри основания и оканчиваются резьбовыми втулками, верхние торцы которых
расположены заподлицо с бетонной поверхностью;
3) болты расположены у края основания, которое совмещено с корпусом упора, и после монтажа
амортизатора доступ к болтам возможен, при этом концы фундаментных болтов выступают над поверхностью
площадки;

326.

4) болты расположены у края основания и оканчиваются резьбовыми втулками, как и во втором случае
2.1.2. Последовательность операций по монтажу амортизатора в первом случае приведена ниже.
а) Затяжка болтов ФПС на усилие, предусмотренное проектом.
б) Разборка соединения основания с корпусом упора, собранного на время транспортировки.
в) Подъем основания амортизатора на подмости в уровне, превышающем уровень площадки, на которой
монтируется амортизатор, на высоту выступающего конца фундаментного болта.
г) Надвижка основания в проектное положение до совпадения отверстий для крепления амортизатора с
фундаментными болтами, опускание основания на площадку, затяжка фундаментных болтов, при необходимости
срезка выступающих над гайками концов фундаментных болтов.
д) Подъем сборочной единицы, включающей остальные части амортизатора, на подмости в уровне
установленного основания.
е) Снятие транспортных креплений.
ж) Надвижка упомянутой сборочной единицы на основание до совпадения отверстий под штифты и
резьбовые отверстия под болты в основании с соответствующими отверстиями в упоре, забивка штифтов в отверстия,
затяжка и законтривание болтов.
з) Завинчивание болтов крепления верхней плиты стержневой пружины в резьбовые отверстия втулок
анкерных болтов на диафрагме пролетного строения. Если зазор между верхней плитой и нижней плоскостью
диафрагмы менее 5мм, производится затяжка болтов. Если зазор более 5 мм, устанавливается опалубка по контуру
верхней плиты, бетонируется или инъектирует- ся зазор, после набора прочности бетоном или раствором производится
затяжка болтов.
и) Восстановление антикоррозийного покрытия.
2.1.3. Операции по монтажу амортизатора во втором случае отличаются от операций первого случая только
тем, что основание амортизатора поднимается на подмости в уровне площадки, на которой монтируется амортизатор и
надвигается до совпадения резьбовых отверстий во втулках фундаментных болтов с отверстиями под болты в
основании.
2.1.4. Последовательность операций по монтажу амортизатора в третьем случае приведена ниже.
а) Затяжка болтов ФПС на усилие, предусмотренное проектом.
б) Подъем амортизатора на подмости в уровень, превышающий уровень площадки, на которой монтируется
амортизатор, на высоту выступающего конца фундаментного болта.

327.

в) Снятие транспортных креплений.
г) Надвижка амортизатора в проектное положение до совпадения отверстий для его крепления с
фундаментными болтами, опускание амортизатора на площадку, затяжка фундаментных болтов.
Далее выполняются операции, указанные в подпунктах 2.1.2.д...2.1.2.и.
2.1.5. Операции по монтажу амортизаторов в четвертом случае отличаются от операций для третьего
случая только тем, что амортизатор поднимается на подмости в уровень площадки, на которой он монтируется и
надвигается до совпадения отверстий в амортизаторе с резьбовыми отверстиями во втулках.
2.2. Установка амортизаторов с верхним расположением ФПС (под металлические пролетные строения)
2.2.1. Последовательность и содержание операций по установке на опоры амортизаторов как с верхним,
так и с нижним расположением ФПС одинаковы.
2.2.2. К металлическому пролетному строению амортизатор прикрепляется посредством горизонтального
упора. После прикрепления амортизатора к опоре выполняются следующие операции:
1) замеряются зазоры между поверхностями примыкания горизонтального упора к конструкциям
металлического пролетного строения;
2) в отверстия вставляются высокопрочные болты и на них нанизываются гайки;
3) при наличии зазоров более 2 мм в местах расположения болтов вставляются вильчатые прокладки
(вилкообразные шайбы) требуемой толщины;
4) высокопрочные болты затягиваются до проектного усилия.
2.3. Подъемка амортизатора на подмости в уровне площадки, на которой он будет смонтирован.
2.4. Демонтаж транспортных креплений.
Заместитель генерального директора
Л.А. Ушакова
Согласовано:
Главный инженер проекта
ОАО «Трансмост»
И.В. Совершаев
Главный инженер проекта ОАО «Трансмост»
И.А. Мурох

328.

Главный инженер проекта
В.Л. Бобровский

329.

330.

331.

332.

333.

334.

335.

336.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)

337.

RU 2010136746
(11)
20
(13)
A
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (51) МПК
(12)
E04C 2/00 (2006.01)
ЗАЯВКА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ
Состояние делопроизводства: Экспертиза завершена (последнее изменение статуса: 02.10.2013)
(21)(22) Заявка: 2010136746/03, 01.09.2010
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 01.09.2010
(43) Дата публикации заявки: 20.01.2013 Бюл. № 2
Адрес для переписки:
443004, г.Самара, ул.Заводская, 5, ОАО "Теплант"
(71) Заявитель(и):
Открытое акционерное общество "Теплант"
(72) Автор(ы):
Подгорный Олег Александрович (RU),
Акифьев Александр Анатольевич (RU),
Тихонов Вячеслав Юрьевич (RU),
Родионов Владимир Викторович (RU),
Гусев Михаил Владимирович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ
ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ
И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
(57) Формула изобретения
1. Способ защиты здания от разрушений при взрыве или землетрясении, включающий
выполнение проема/проемов рассчитанной площади для снижения до допустимой величины
взрывного давления, возникающего во взрывоопасных помещениях при аварийных внутренних
взрывах, отличающийся тем, что в объеме каждого проема организуют зону, представленную в
виде одной или нескольких полостей, ограниченных эластичным огнестойким материалом и
установленных на легкосбрасываемых фрикционных соединениях при избыточном давлении
воздухом и землетрясении, при этом обеспечивают плотную посадку полости/полостей во всем
объеме проема, а в момент взрыва и землетрясения под действием взрывного давления
обеспечивают изгибающий момент полости/полостей и осуществляют их выброс из проема и
соскальзывают с болтового соединения за счет ослабленной подпиленной гайки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что «сэндвич»-панели, щитовые панели смонтированы
на высокоподатливых с высокой степенью подвижности фрикционных, скользящих
соединениях с сухим трением с включением в работу фрикционных гибких стальных затяжек
диафрагм жесткости, состоящих из стальных регулируемых натяжений затяжек сухим трением
и повышенной подвижности, позволяющие перемещаться перекрытиям и «сэндвич»-панелям в
горизонтали в районе перекрытия 115 мм, т.е. до 12 см, по максимальному отклонению от
вертикали 65 мм, т.е. до 7 см (подъем пятки на уровне фундамента), не подвергая разрушению и
обрушению конструкции при аварийных взрывах и сильных землетрясениях.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что каждая «сэндвич»-панель крепится на
сдвигоустойчивых соединениях со свинцовой, медной или зубчатой шайбой, которая
распределяет одинаковое напряжение на все четыре-восемь гаек и способствует

338.

одновременному поглощению сейсмической и взрывной энергии, не позволяя разрушиться
основным несущим конструкциям здания, уменьшая вес здания и амплитуду колебания здания.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что за счет новой конструкции сдвигоустойчивого
податливого соединения на шарнирных узлах и гибких диафрагмах «сэндвич»-панели могут
монтироваться как самонесущие без стального каркаса для малоэтажных зданий и сооружений.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что система демпфирования и фрикционности и
поглощения сейсмической энергии может определить величину горизонтального и
вертикального перемещения «сэндвич»-панели и определить ее несущую способность при
землетрясении или взрыве прямо на строительной площадке, пригрузив «с эндвич»-панель и
создавая расчетное перемещение по вертикали лебедкой с испытанием на сдвиг и перемещение
до землетрясения и аварийного взрыва прямо при монтаже здания и сооружения.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что расчетные опасные перемещения опре деляются,
проверяются и затем испытываются на программном комплексе ВК SCAD 7/31 r5, ABAQUS 6.9,
MONOMAX 4.2, ANSYS, PLAKSIS, STARK ES 2006, SoliddWorks 2008, Ing+2006, FondationPL
3d, SivilFem 10, STAAD.Pro, а затем на испытательном при объектном строител ьном полигоне
прямо на строительной площадке испытываются фрагменты и узлы, и проверяются
экспериментальным путем допустимые расчетные перемещения строительных конструкций
(стеновых «сэндвич»-панелей, щитовых деревянных панелей, колонн, перекрытий,
перегородок) на возможные при аварийном взрыве и при землетрясении более 9 баллов
перемещение по методике разработанной испытательным центром ОО «Сейсмофонд» - «Защита
и безопасность городов».
Изобретение полезная модель Опора сейсмостойкая Сейсмофонд Андреев Б А Коваленко А И
Опора сейсмостойкая состоит из корпуса 1 в котором выполнено вертикальное отверстие диаметром « D»,
которое охватывает цилиндрическую поверхность штока 2 по подвижной посадке, например Н9/f9. В стенке
корпуса перпендикулярно его оси, выполнено два отверстия в которых установлен калиброванный болт
3.Кроме того, вдоль оси отверстия корпуса, выполнены два паза шириной «z» и длиной «l». В штоке вдоль
оси выполнен продольный (глухой) паз длиной «h» (допустимый ход штока) соответствующий по ширине
диаметру калиброванного болта 3 , проходящего через паз штока.
В нижней части корпуса 1 выполнен фланец с отверстиями для крепления на фундаменте, а в верхней части
штока 2 выполнен фланец для сопряжения с защищаемым объектом. Сборка опоры заключается в том, что
шток 2 сопрягается с отверстием «D» корпуса по подвижной посадке. Паз штока совмещают с поперечными
отверстиями корпуса и соединяют калиброванным болтом 3 , с шайбами 4, на который с предварительным
усилием (вручную) навинчивают гайку 5, скрепляя шток и корпус в положении при котором нижняя
поверхность паза штока контактирует с поверхностью болта (высота опоры максимальна).
После этого гайку 5 затягивают тарировочным ключом до заданного усилия. Увеличение усилия затяжки
гайки (болта) приводит к уменьшению зазоров « z» корпуса и увеличению усилия сдвига в сопряжении
отверстие корпуса-цилиндр штока. Зависимость усилия трения в сопряжении корпус-шток от величины
усилия затяжки гайки(болта) определяется для каждой конкретной конструкции (компоновки, габаритов,
материалов, шероховатости поверхностей и др.) экспериментально
Е04Н9/02
Опора сейсмостойкая
Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты
сооружений, объектов и оборудования от сейсмических воздействий за
счет использования фрикционно податливых соединений. Известны
фрикционные соединения для защиты объектов от динамических
воздействий. Известно, например Болтовое соединение плоских деталей
встык по Патенту RU 1174616 , F15B5/02 с пр. от 11.11.1983.
Соединение содержит металлические листы, накладки и прокладки. В
листах, накладках и прокладках выполнены овальные отверстия через
которые пропущены болты, объединяющие листы, прокладки и накладки в
пакет. При малых горизонтальных нагрузках силы трения между листами
пакета и болтами не преодолеваются. С увеличением нагрузки происходит

339.

взаимное проскальзывание листов или прокладок относительно накладок
контакта листов с меньшей шероховатостью.
Взаимное смещение листов происходит до упора болтов в края овальных
отверстий после чего соединения работают упруго. После того как все
болты соединения дойдут до упора в края овальных отверстий, соединение
начинает работать упруго, а затем происходит разрушение соединения за
счет смятия листов и среза болтов. Недостатками известного являются:
ограничение демпфирования по направлению воздействия только по
горизонтали и вдоль овальных отверстий; а также неопределенности при
расчетах из-за разброса по трению. Известно также Устройство для
фрикционного демпфирования антиветровых и антисейсмических
воздействий по Патенту TW201400676(A)-2014-01-01. Restraint anti-wind
and anti-seismic friction damping device, E04B1/98, F16F15/10.
Устройство содержит базовое основание, поддерживающее защищаемый
объект, нескольких сегментов (крыльев) и несколько внешних пластин. В
сегментах выполнены продольные пазы. Трение демпфирования создается
между пластинами и наружными поверхностями сегментов.
Перпендикулярно вертикальной поверхности сегментов, через пазы,
проходят запирающие элементы-болты, которые фиксируют сегменты и
пластины друг относительно друга. Кроме того, запирающие элементы
проходят через блок поддержки, две пластины, через паз сегмента и
фиксируют конструкцию в заданном положении. Таким образом получаем
конструкцию опоры, которая выдерживает ветровые нагрузки но, при
возникновении сейсмических нагрузок, превышающих расчетные силы
трения в сопряжениях, смещается от своего начального положения, при
этом сохраняет конструкцию без разрушения.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и
сложность расчетов из-за наличия большого количества сопрягаемых
трущихся поверхностей.
Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции,
уменьшение количества сопрягаемых трущихся поверхностей до одного
сопряжения отверстие корпуса-цилиндр штока, а также повышение
точности расчета.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что опора
сейсмостойкая выполнена из двух частей: нижней-корпуса, закрепленного
на фундаменте и верхней-штока, установленного с возможностью
перемещения вдоль общей оси и с возможностью ограничения
перемещения за счет деформации корпуса под действием запорного
элемента. В корпусе выполнено центральное отверстие, сопрягаемое с
цилиндрической поверхностью штока, и поперечные отверстия
(перпендикулярные к центральной оси) в которые устанавливают

340.

запирающий элемент-болт. Кроме того в корпусе, параллельно
центральной оси, выполнены два открытых паза, которые обеспечивают
корпусу возможность деформироваться в радиальном направлении.
В теле штока, вдоль центральной оси, выполнен паз ширина которого
соответствует диаметру запирающего элемента (болта), а длина
соответствует заданному перемещению штока. Запирающий элемент
создает нагрузку в сопряжении шток-отверстие корпуса, а продольные
пазы обеспечивают возможность деформации корпуса и «переход»
сопряжения из состояния возможного перемещения в состояние
«запирания» с возможностью перемещения только под сейсмической
нагрузкой.
Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на
фиг.1 изображен разрез А-А (фиг.2); на фиг.2 изображен поперечный разрез
Б-Б (фиг.1); на фиг.3 изображен разрез В-В (фиг.1); на фиг.4 изображен
выносной элемент 1 (фиг.2) в увеличенном масштабе.
Опора сейсмостойкая состоит из корпуса 1 в котором выполнено
вертикальное отверстие диаметром «D», которое охватывает
цилиндрическую поверхность штока 2 предварительно по подвижной
посадке, например H7/f7.
В стенке корпуса перпендикулярно его оси, выполнено два отверстия в
которых установлен запирающий элемент-калиброванный болт 3. Кроме
того, вдоль оси отверстия корпуса, выполнены два паза шириной «Z» и
длиной «l». В теле штока вдоль оси выполнен продольный глухой паз
длиной «h» (допустмый ход штока) соответствующий по ширине
диаметру калиброванного болта, проходящего через этот паз. В нижней
части корпуса 1 выполнен фланец с отверстиями для крепления на
фундаменте, а в верхней части штока 2 выполнен фланец для сопряжения с
защищаемым объектом. Сборка опоры заключается в том, что шток 2
сопрягается с отверстием «D» корпуса по подвижной посадке. Паз штока
совмещают с поперечными отверстиями корпуса и соединяют
калиброванным болтом 3, с шайбами 4, на с предварительным усилием
(вручную) навинчивают гайку 5, скрепляя шток и корпус в положении при
котором нижняя поверхность паза штока контактирует с поверхностью
болта (высота опоры максимальна).
После этого гайку 5 затягивают тарировочным ключом до заданного
усилия. Увеличение усилия затяжки гайки (болта) приводит к деформации
корпуса и уменьшению зазоров от «Z» до «Z1» в корпусе, что в свою
очередь приводит к увеличению допустимого усилия сдвига (усилия
трения) в сопряжении отверстие корпуса – цилиндр штока.
Величина усилия трения в сопряжении корпус-шток зависит от величины
усилия затяжки гайки (болта) и для каждой конкретной конструкции

341.

(компоновки, габаритов, материалов, шероховатости поверхностей,
направления нагрузок и др.) определяется экспериментально. При
воздействии сейсмических нагрузок превышающих силы трения в
сопряжении корпус-шток, происходит сдвиг штока, в пределах длины паза
выполненного в теле штока, без разрушения конструкции.
Формула (черновик) Е04Н9
Опора сейсмостойкая, содержащая корпус и сопряженный с ним
подвижный узел (…) закрепленный запорным элементом
отличающийся тем, что в корпусе выполнено центральное
вертикальное отверстие, сопряженное с цилиндрической поверхностью
штока, при этом шток зафиксирован запорным элементом,
выполненным в виде калиброванного болта, проходящего через
поперечные отверстия корпуса и через вертикальный паз, выполненный
в теле штока и закрепленный гайкой с заданным усилием, кроме того в
корпусе, параллельно центральной оси, выполнено два открытых паза
длина которых, от торца корпуса, больше расстояния до нижней точки
паза штока.

342.

343.

2148805
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)

344.

RU
(11)
21
(13)
C1
(51) МПК
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
G01L 5/24 (2000.01)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: не действует (последнее изменение статуса: 19.09.2011)
Пошлина: учтена за 3 год с 27.11.1999 по 26.11.2000
(21)(22) Заявка: 97120444/28, 26.11.1997
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
26.11.1997
(45) Опубликовано: 10.05.2000 Бюл. № 13
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Чесноков
(71) Заявитель(и):
Рабер Лев Матвеевич (UA),
Кондратов Валерий Владимирович (RU),
Хусид Раиса Григорьевна (RU),
Миролюбов Юрий Павлович (RU)
(72) Автор(ы):
А.С., Княжев А.Ф. Сдвигоустойчивые соединения на
Рабер Лев Матвеевич (UA),
высокопрочных болтах. - М.: Стройиздат, 1974, с.73-77. SU
Кондратов В.В.(RU),
763707 A, 15.09.80. SU 993062 A, 30.01.83. EP 0170068 A'',
Хусид Р.Г.(RU),
05.02.86.
Миролюбов Ю.П.(RU)
Адрес для переписки:
190031, Санкт-Петербург, Фонтанка 113, НИИ мостов
(73) Патентообладатель(и):
Рабер Лев Матвеевич (UA),
Кондратов Валерий Владимирович (RU),
Хусид Раиса Григорьевна (RU),
Миролюбов Юрий Павлович (RU)
(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАКРУЧИВАНИЯ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области мостостроения и другим областям строительства и
эксплуатации металлоконструкций для определения параметров затяжки болтов. В
эксплуатируемом соединении производят затягивание гайки на заданную величину угла ее
поворота от исходного положения. Предварительно ослабляют ее затягивание. Замеряют при
затягивании значение момента закручивания гайки в области упругих деформаций. Определяют
приращение момента закручивания. Приращение усилия натяжения болта определяют по
рассчетной формуле. Коэффициент закручивания резьбового соединения определяют как
отношение приращения момента закручивания гайки к произведению приращения усилия
натяжения болта на его диаметр. Технический результат заключается в возможности
проведения испытаний в конкретных условиях эксплуатации соединений для повышения
точности результатов испытаний.

345.

Изобретение относится к технике измерения коэффициента
закручивания резьбового соединения, преимущественно
высокопрочных болтов, и может быть использовано в мостостроении
и других отраслях строительства и эксплуатации металлоконструкций
для определения параметров затяжки болтов.
При проверке величины натяжения N болтов, преимущественно
высокопрочных, как на стадии приемки выполненных работ
(Инструкция по технологии устройства соединений на
высокопрочных болтах в стальных конструкциях мостов. ВСН 16369. М. , 1970, с. 10-18. МПС СССР, Минтрансстрой СССР), так и в
период обследования конструкций (строительные нормы и правила
СНиП 3.06.07-86. Мосты и трубы. Правила обследований и
испытаний. - М., Стройиздат, 1987, с. 25-27), используют
динамометрические ключи. Этими ключами измеряют момент
закручивания M з, которым затянуты гайки.
Основой этой методики измерений является исходная формула
(Вейнблат Б.М. Высокопрочные болты в конструкциях мостов.
М.,Транспорт, 1971, с. 60-64):
Mз = Ndk,
где d - номинальный диаметр болта;
k - коэффициент закручивания, зависящий от условий трения в резьбе
и под опорой гайки.
Измеряя тем или иным способом прикладываемый к гайке момент
закручивания, рассчитывают при известном коэффициенте
закручивания усилие натяжения болта N.
Очевидно, что при достаточной точности регистрации моментов
точность данной методики зависит от того, в какой мере
действительные коэффициенты закручивания k соответствуют
расчетным величинам.
Методика обеспечивает необходимую точность проверки величины
натяжения болтов, как правило, лишь на стадии приемки
выполненных работ, поскольку предусматриваемая технологией
постановки болтов стабилизация коэффициента k кратковременна.
Значения k для болтов, находящихся в эксплуатируемых
конструкциях, может изменяться в широких пределах, что вносит
существенную неточность в результаты измерений. По данным
Чеснокова А.С. и Княжева А.Ф. ("Сдвигоустойчивые соединения на
высокопрочных болтах". М., Стройиздат, 1974, табл. 17, с. 73)
коэффициент закручивания зависит от качества смазки резьбы и
может изменяться в пределах 0,12-0,264. Таким образом измеренные

346.

усилия в болтах с помощью динамометрических ключей могут
отличаться от фактических значений более чем в 2 раза.
Известен более прогрессивный способ непосредственного
измерения усилий в болтах, где величина коэффициента k не
оказывает влияния на результаты измерений. Способ реализован с
помощью устройства (А.св. N 1139984 (СССР). Устройство для
контроля усилий затяжки резьбовых соединений (Бокатов В.И.,
Вишневский И.И., Рабер Л.М., Голиков С.П. - Заявл. 08.12.83, N
3670879), опыт применения которого выявил его надежную работу в
случае сравнительно непродолжительного (до пяти лет) срока
эксплуатации конструкций. При более длительном сроке
эксплуатации срабатывание предусмотренных конструкцией
устройства пружин происходит недостаточно четко, поскольку с
течением времени неподвижный контакт резьбовой пары приводит к
увеличению коэффициента трения покоя. Этот коэффициент иногда
достигает таких величин, что величина момента сил трения в резьбе
превосходит величину крутящего момента, создаваемого
преднапряженными пружинами. Естественно в этих условиях
пружины срабатывать не могут.
Существенно ограничивает применение устройства необходимость
свободно выступающей над гайкой резьбы болта не менее, чем на 20
мм. Наличие таких болтов в узлах и прикреплениях должно
специально предусматриваться.
В целом независимо от способа измерения усилий в болтах, в
случае выявления недостаточного их натяжения необходимо
назначить величину момента закручивания для подтяжки болтов. Для
назначения этого момента необходимы знания фактического значения
коэффициента закручивания k.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому
решению (прототип) является способ измерения коэффициента
закручивания болтов с учетом влияния времени, аналогичному
влиянию качества изготовления болтов (Чесноков А. С. , Княжев
А.Ф. Сдвигоустойчивые соединения на высокопрочных болтах. - М.,
Стройиздат, 1974, с. 73, последний абзац).
Способ состоит в раскручивании гайки и извлечении болта из
конструкции, определении коэффициента k i в лабораторных условиях
(см. тот же источник, с. 74-77) путем одновременного обеспечения и
контроля заданного усилия N и прикладываемого к гайке момента M.
Очевидно, что столь трудоемкий способ не может быть широко
использован, поскольку для статистической оценки необходимо

347.

произвести испытания нескольких десятков или даже сотен болтов.
Кроме того, при извлечении болта из конструкции резьбу гайки
прогоняют по окрашенной или загрязненной резьбе болта, а
испытания в лабораторных условиях производят, как правило, не на
том участке резьбы, на котором болт быть сопряжен с гайкой в
пакете. Все это ставит под сомнение достоверность результата
испытаний.
Предложенный способ отличается от прототипа тем, что в
эксплуатируемом соединении производят затягивание гайки на
заданную величину угла ее поворота от исходного положения,
произведя предварительно для этого ослабление ее затягивания.
Затягивание гайки на заданную величину угла ее поворота в области
упругих деформаций производят с замером значения момента
закручивания гайки и определяют приращение момента
закручивания. При этом приращение усилия натяжения болта
определяют по формуле
ΔN = A i/A22•ai/a22•α
o
i
/60o(170-0,96δ), кH, (1)
где A, A 22 - площади поперечного сечения испытываемого болта и
болта диаметром 22 мм;
ai, a22 - шаг резьбы испытываемого болта и болта диаметром 22 мм;
α
o
i
- угол поворота гайки от исходного положения;
δ - толщина пакета деталей, соединенных испытываемым болтом, мм.
Коэффициент закручивания резьбового соединения определяют как
отношение приращения момента закручивания гайки к произведению
приращения усилия натяжения болта на его диаметр.
Такой способ позволяет в отличие от прототипа проводить
испытания болтов в эксплуатируемом соединении и повысить
точность определения величины коэффициента закручивания за счет
исключения необходимости прогона резьбы гайки по окрашенной или
загрязненной резьбе болта. Кроме того, в отличие от прототипа
испытания проводят на том же участке резьбы, на котором болт
сопряжен с гайкой постоянно. Способ осуществляется следующим
образом:
- с помощью динамометрического ключа измеряют момент
закручивания гайки испытуемого болта - Mз;
- производят ослабление затягивания гайки испытуемого болта до

348.

момента (0,1 . . . 0,2) M з и измеряют фактическую величину этого
момента (исходное положение) - Mн;
- наносят, например, мелом, метки на двух точках гайки и
соответственно на пакете. Угол между метками соответствует
заданному углу поворота гайки; как правило, этот угол составляет
60o.
- поворачивают гайку на заданный угол α o и измеряют величину
момента закручивания гайки по достижении этого угла - Mк.
- вычисляют приращение момента закручивания
ΔM = M к-Mн, Hм;
- определяют соответствующее повороту гайки на угол
αo приращение усилия натяжения болта ΔN по эмпирической
формуле (1);
- производят вычисление коэффициента закручивания k болта
диаметром d:
k = ΔM/ΔNd.
Формула для определения ΔN получена в результате анализа
специально проведенных экспериментов, состоящих в исследовании
влияния толщины пакета и уточнении влияния толщины и количества
деталей, составляющих пакет эксплуатируемого соединения, на
стабильность приращения усилия натяжения болтов при повороте
гайки на угол 60 o от исходного положения.
Поворот гайки на 60 o соответствует середине области упругих
деформаций болта (Вейнблат Б.М. Высокопрочные болты в
конструкциях мостов - М., Транспорт, 1974, с. 65-68). В пределах
этой области, равному приращению угла поворота гайки,
соответствует равное приращение усилий натяжения болта. Величина
этого приращения в плотно стянутом болтами пакете, при
постоянном диаметре болта зависит от толщины этого пакета.
Следовательно, поворот гайки на определенный угол в области
упругих деформаций идентичен созданию в болте заданного
натяжения. Этот эффект явился основой предложенного способа
определения коэффициента закручивания.
Угол поворота гайки 60 o технологически удобен, поскольку он
соответствует перемещению гайки на одну грань. Погрешность
системы определения коэффициента закручивания, характеризуемая
как погрешностью выполнения отдельных операций, так и
погрешностью регистрации требуемых параметров, составляет около
± 8% (см. Акт испытаний).

349.

Таким образом, предложенный способ определения коэффициента
закручивания резьбовых соединений дает возможность проводить
испытания в конкретных условиях эксплуатации соединений, что
повышает точность полученных результатов испытаний.
Полученные с помощью предложенного способа значения
коэффициента закручивания могут быть использованы как при
определении усилий натяжения болтов в период обследования
конструкций, так при назначении величины момента для подтяжки
болтов, в которых по результатам обследования выявлено
недостаточное натяжение.
Эффект состоит в повышении эксплуатационной надежности
конструкций различного назначения.
Формула изобретения
Способ определения коэффициента закручивания резьбового
соединения, заключающийся в измерении параметров затяжки
соединения, по которым вычисляют коэффициент закручивания,
отличающийся тем, что в эксплуатируемом соединении производят
затягивание гайки на заданную величину угла ее поворота от
исходного положения, произведя предварительно для этого
ослабление ее затягивания, с замером значения момента
закручивания гайки в области упругих деформаций и определяют
приращение момента закручивания, при этом приращение усилия
натяжения болта определяют по формуле
где Ai, A22 - площади поперечного сечения испытываемого болта и
болта диаметром 22 мм;
ai, a22 - шаг резьбы испытываемого болта и болта диаметром 22 мм;
α
°
i
- угол поворота гайки от исходного положения;
δ - толщина пакета деталей, соединенных испытываемым болтом, мм,
а коэффициент закручивания резьбового соединения определяют как
отношение приращения момента закручивания гайки к произведению
приращения усилия натяжения болта на его диаметр.
2413098
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU

350.

(11)
24
(13)
C1
(51) МПК
F16B 31/02 (2006.01)
G01N 3/00 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
прекратил действие, но может быть восстановлен (последнее изменение статуса:
Статус:
07.08.2017)
Пошлина:
учтена за 7 год с 20.11.2015 по 19.11.2016
(21)(22) Заявка: 2009142477/11, 19.11.2009
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
19.11.2009
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 19.11.2009
(45) Опубликовано: 27.02.2011 Бюл. № 6
(72) Автор(ы):
Кунин Симон Соломонович (RU),
Хусид Раиса Григорьевна (RU)
(73) Патентообладатель(и):
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ
ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ ПРОИЗВОДСТВЕННО
ИНЖИНИРИНГОВАЯ ФИРМА "ПАРТНЁР" (R
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU
1753341 A1, 07.08.1992. SU 1735631 A1, 23.05.1992. JP
2008151330 A, 03.07.2008. WO 2006028177 A1, 16.03.2006.
Адрес для переписки:
197374, Санкт-Петербург, ул. Беговая, 5, корп.2, кв.229, М.И.
Лифсону
(54) СПОСОБ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ С
ВЫСОКОПРОЧНЫМИ БОЛТАМИ
(57) Реферат:
Изобретение
относится
к
методам
диагностики
фрикционных
соединений
металлоконструкций с высокопрочными болтами. Способ обеспечения несущей способности
фрикционного соединения металлоконструкций с высокопрочными болтами включает
приготовление образца-свидетеля, содержащего элемент металлоконструкции и тестовую
накладку, контактирующие поверхности которых, предварительно обработанные по проектной
технологии, соединяют высокопрочным болтом и гайкой при проектном значении усилия
натяжения болта, устанавливают на элемент металлоконструкции устройство для определения
усилия сдвига и постепенно увеличивают нагрузку на накладку до момента ее сдвига,
фиксируют усилие сдвига и затем сравнивают его с нормативной величиной показателя
сравнения, далее в зависимости от величины отклонения осуществляют коррекцию технологии
монтажа. В качестве показателя сравнения используют проектное значение усилия натяжения
высокопрочного болта. Определение усилия сдвига на образце-свидетеле осуществляют
устройством, содержащим неподвижную и сдвигаемую детали, узел сжатия и узел сдвига,
выполненный в виде рычага, установленного на валу с возможностью соединения его с
неподвижной частью устройства, и имеющего отверстие под нагрузочный болт, а между
выступом рычага и тестовой накладкой помещают самоустанавливающийся сухарик,

351.

выполненный из закаленного материала. В результате повышается надежность соединения. 1
з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к методам диагностики фрикционных
соединений металлоконструкций с высокопрочными болтами, но
может быть использовано для определения фактического
напряженно-деформированного состояния болтовых соединений в
различных конструкциях, в частности стальных мостовых
конструкциях, как находящихся в эксплуатации, так и при подготовке
отдельных узлов к монтажу.
Мостовые пролетные металлоконструкции соединяются с помощью
сварки (неразъемные), а также с помощью болтовых фрикционных
соединений, в которых передача усилия обжатия соединяемых
элементов высокопрочными метизами осуществляется только силами
трения по контактным плоскостям усилием обжатия болтов до 22 т и
выше.
Расчетное предельное состояние фрикционного соединения
характеризуется наступлением общего сдвига по среднему ряду
болтов. Сдвигающее усилие, отнесенное к одному высокопрочному
болту и одной плоскости трения, определяют по формуле:
где k - обобщенный коэффициент однородности,
включающий также коэффициент работы мостов m 1=0,9; m2 коэффициент условий работы соединения; Р н - нормативное усилие
натяжения болта; f н - нормативный коэффициент трения.
В настоящее время основным нормативными показателями несущей
способности фрикционных соединений с высокопрочными болтами,
которые отражаются в проектной документации, являются усилие
натяжения болта и нормативный коэффициент трения, с учетом

352.

условий работы фрикционного соединения. Нормативное усилие
натяжения болтов назначается с учетом механических характеристик
материала и его определяют по формуле:
, где Р - усилие
натяжения болта (кН); М - крутящий момент, приложенный к гайке
для натяжения болта на заданное нормативное усилие, (Нм); d диаметр болта (мм); k - коэффициент, который должен быть в
пределах 0,17-0,22 при коэффициенте трения (f≥0,55).
Как на стадии сборки соединений, так и в случае проведения
ремонтных работ с разборкой ранее выполненных соединений
важными являются вопросы оценки коэффициентов трения по
соприкасающимся поверхностям соединяемых элементов. Этот
вопрос приобретает особую актуальность в случае сочетания
металлических поверхностей, находящихся в эксплуатации с новыми
элементами, а также для оценки возможности повторного
использования высокопрочных болтов. В качестве нормативного
коэффициента трения принимается среднестатистическое значение,
определенное по возможно большему объему экспериментального
материала раздельно для различных методов подготовки контактных
поверхностей.
Практикой выполнения монтажных работ установлено, что
наиболее эффективно сдвигоустойчивость контактных соединений
выполняется при коэффициенте трения поверхностей f≥0,55. Это
значение можно принять в качестве основного критерия
сдвигоустойчивости, и оно соответствует исходному значению Ктр.
для монтируемых стальных контактных поверхностей, обработанных
непосредственно перед сборкой абразивно-струйным методом с
чистотой очистки до степени Sa 2,5 и шероховатостью Rz≥40 мкм.
Сдвигающие усилия определяют обычно по показаниям
испытательного пресса, а обжимающие - по суммарному усилию
натяжения болтов. Отклонение усилия натяжения и возможные их
изменения при эксплуатации могут приводить к тем или иным
неточностям в определении коэффициентов трения.
Частично, указанная проблема сохранения требуемой
шероховатости контактных поверхностей и обеспечения требуемой
величины f≥0,55 решена применением разработанного НПЦ Мостов
съемного покрытия «Контакт» (патент РФ №2344149 на изобретение
«Антикоррозионное покрытие и способ его нанесения», которое
обеспечивает временную защиту от коррозии отдробеструенных в
условиях завода колотой стальной дробью контактных поверхностей
мостовых пролетных конструкций на период их транспортировки и

353.

хранения в течение 1-1,5 лет (до начала монтажных работ на
строительном объекте). Непосредственно перед монтажом покрытие
«Контакт» подрезается ножом и ручным способом легко снимается
«чулком» с контактных поверхностей, после чего сборка конструкций
может производиться без проведения дополнительной абразивноструйной очистки.
Однако в связи с тем, что в обычной практике проведение
монтажно-транспортных операций с пролетными строениями
осуществляется с помощью захватов, фиксируемых в отверстиях
контактных поверхностей, временное защитное покрытие «Контакт»
в районе установки захватов повреждается. На строительном объекте
приходится производить повторную абразивно-струйную обработку
присоединительных поверхностей, т.к. они после длительной
эксплуатации на открытом воздухе обильно покрыты продуктами
ржавления. Выполнение дополнительной очистки значительно
увеличивает трудоемкость монтажных работ. Кроме того, в условиях
открытой атмосферы и удаленности строительных площадок мостов
от промышленных центров требуемые показатели очистки металла
труднодостижимы, что, в конечном счете, вызывает снижение
фрикционных показателей, соответственно снижение усилий обжатия
высокопрочных метизов, а следовательно, приводят к снижению
качества монтажных работ.
Эксплуатация мостовых конструкций, срок службы которых
составляет 80-100 лет, подразумевает постоянное воздействие на
контактные соединения климатических факторов, соответствующих в
пределах Российской Федерации умеренно-холодному климату (У1),
а также циклических сдвиговых нагрузок от транспорта,
движущегося по мостам, поэтому со временем требуется замена узлов
металлоконструкции. Более того, в настоящее время обработка
металлических поверхностей металлоконструкций осуществляется в
заводских условиях, и при поставке их указываются сведения об
условиях обработки поверхности, усилие натяжения высокопрочных
болтов и т.п.
Однако момент поставки и монтаж металлоконструкции может
разделять большой временной период, поэтому возникает
необходимость проверки фактической надежности работы
фрикционного соединения с высокопрочными болтами перед
монтажом, для обеспечения надежности при их эксплуатации, причем
возможность проверки предусмотрена условиями поставки
посредством приложения тестовых пластин

354.

Анализ тенденций развития и современного состояния проблемы в
целом свидетельствует о необходимости совершенствования
диагностической и инструментальной базы, способствующей
повышению эффективности реновационных и ремонтных работ
конструкций различного назначения.
Качество фрикционных соединений на высокопрочных болтах, в
конечном итоге, характеризуется отсутствием сдвигов соединяемых
элементов при восприятии внешней нагрузки как на срез, так и
растяжение. Сопротивление сдвигу во фрикционных соединениях
можно определять по формуле:
где
Rbh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;
Yb - коэффициент условий работы соединения, зависящий от
количества (n) болтов, необходимых для восприятия расчетного
усилия; A bn - площадь поперечного сечения болта; f - коэффициент
трения по соприкасающимся поверхностям соединенных элементов;
Yh - коэффициент надежности, зависящий от способа натяжения
болтов, коэффициента трения f, разницы между диаметрами
отверстий и болтов, характера действующей нагрузки (Рабер Л.М.
Соединения на высокопрочных болтах, Днепропетровск: Системные
технологии, 2008 г., с.8-10).
Известен способ определения коэффициента закручивания
резьбового соединения (патент РФ №2148805, G01L 5/24, опубл.
10.05.2000 г.), заключающийся в отношении измеряемого момента
закручивания гайки к произведению определяемого усилия
натяжения болта на его диаметр. Измерения проводят без извлечения
болта из конструкций, путем затягивания гайки на контролируемую
величину угла ее поворота от исходного положения с замером
значения момента закручивания в области упругих деформаций и
определения приращения момента затяжки. Приращение усилия
натяжения болта определяют по формуле (4):
где
А, А22 - площади поперечного сечения, мм 2; a, a 22 - шаг резьбы
испытываемого болта и болта диаметром 22 мм 2; αi - угол поворота
гайки от исходного положения; σ - толщина пакета деталей,
соединенных испытываемым болтом, мм.
Следует отметить, что измерение значения момента закручивания
гайки производятся с неизвестными коэффициентами трения
контактных поверхностей и коэффициентом закручивания, т.к.

355.

затягивание гайки на заданную величину поворота (α=60°) от
исходного положения производят после предварительного ее
ослабления, поэтому он может отличаться от расчетного
(нормативного), что не позволяет определить фактические значения
усилий в болтах как при затяжке, так и при эксплуатационных
нагрузках. Невозможность точной оценки усилий приводит к
необходимости выбора болтов и их количества на основании так
называемого расчета в запас.
В процессе патентного поиска выявлено много устройств,
реализующих измерение усилия сдвига (силы трения покоя),
например (патенты РФ №2116614, 2155942 и др.). В них усилие в
момент сдвига фиксируется с помощью электрического сигнала или
заранее оттарированной шкалы динамометрического ключа, но
точность измерения и область возможного применения их
ограничена, т.к. не позволяет реализовать как при сборочном
монтаже металлоконструкций, так и в процессе их эксплуатации с
целью проведения восстановительного ремонта.
Известен способ определения деформации болтового соединения,
который заключается в том, что две пластины 1 и 2 устанавливают на
накладке 3, скрепляют пластины 1 и 2 с накладкой 3 болтами 4 и 5,
расположенными на одной оси, к пластинам 1 и 2 прикладывают
усилие нагружения и определяют величину смещения между ними. О
деформации судят по отношению между величиной смещения между
пластинами 1 и 2 и приращением усилия нагружения, при этом
величину смещения определяют между пластинами 1 и 2 вдоль оси,
на которой расположены болты 4 и 5 (Патент №1753341, опубл.
07.08. 1992 г.). На практике этого может и не быть, если болты,
например, расположены несимметрично по отношению к
направлению действия продольной силы N, в силу чего часть
контактных площадей будет напряжена интенсивнее других. Поэтому
сдвиг в них может произойти раньше, чем в менее напряженных. В
итоге, это может привести к более раннему разрушению всего
соединения.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому
изобретению является способ определения несущей способности
фрикционного соединения с высокопрочными болтами (Рабер Л.М.
Соединения на высокопрочных болтах, Днепропетровск: Системные
технологии, 2008 г., с.35-36). Сущность способа заключается в
определении усилия сдвига посредством образцов-свидетелей,
который заключается в том, что образцы изготавливают из стали,

356.

применяемых и собираемых конструкциях. Контактные поверхности
обрабатывают по технологии, принятой в проекте конструкций.
Образец состоит из основного элемента и двух накладок,
скрепленных высокопрочным болтом с шайбами и гайкой.
Сдвигающие или растягивающие усилия испытательной машины
определяют по показаниям прибора. Затем определяют коэффициент
трения, который сравнивают с нормативным значением и в
зависимости от величины отклонения осуществляют меры по
повышению надежности работы металлоконструкции, в основном,
путем повышения коэффициента трения.
К недостаткам способа относится то, что отклонение усилий
натяжения и возможные их изменения в процессе нагружения
образцов могут приводить к тем или иным неточностям в
определении коэффициента трения, т.к. коэффициент трения может
меняться и по другим причинам как климатического, так и
эксплуатационного характера. Кроме того, неизвестно при каком
коэффициенте «k» определялось расчетное усилие натяжения болтов,
поэтому фактическое усилие сдвига нельзя с достаточной точностью
коррелировать с усилием натяжения. Следует отметить, что в
качестве сдвигающего устройства применяются специальные
средства (пресса, испытательные машины), которых на объекте
монтажа или сборки металлоконструкции может не быть, поэтому
желательно применить более точное и надежное устройство для
определения усилия сдвига.
Технической задачей предполагаемого изобретения является
разработка способа обеспечения несущей способности фрикционного
соединения с высокопрочными болтами, устраняющего недостатки,
присущие прототипу и позволяющие повысить надежность монтажа и
эксплуатации металлоконструкций с высокопрочными болтами.
Технический результат достигается за счет того, что в известный
способ обеспечения несущей способности фрикционного соединения
с высокопрочными болтами, включающий приготовление образцасвидетеля, содержащего основной элемент металлоконструкции и
накладку, контактирующие поверхности которых предварительно
обработаны по проектной технологии, соединяют их высокопрочным
болтом и гайкой при проектном значении усилия натяжения болта,
устанавливают устройство для определения усилия сдвига и
постепенно увеличивают нагрузку на накладку до момента ее сдвига,
фиксируют усилие сдвига и затем сравнивают его с нормативной
величиной показателя сравнения, в зависимости от величины

357.

отклонения осуществляют необходимые действия, внесены
изменения, а именно:
- в качестве показателя сравнения используют расчетное усилие
натяжения, высокопрочного болта, полученное при заданном
(проектном) значении величины k;
- в качестве устройства для определения усилия сдвига на образцесвидетеле используют устройство, защищенное патентом РФ №88082
на полезную модель, обладающее рядом преимуществ и
обеспечивающее достоверность и точность измерения усилия сдвига.
В зависимости от отклонения отношения между усилием сдвига и
усилием натяжения высокопрочного болта от оптимального значения,
для обеспечения надежности работы фрикционного соединения
металлоконструкции при монтаже ее изменяют натяжение болта
и/или проводят дополнительную обработку контактирующих
поверхностей.
В качестве показателя сравнения выбрано усилие натяжения болта,
т.к. в процессе проведенных исследований установлено, что
оптимальным отношением усилия сдвига к усилию натяжения болта
равно 0,56-0,60.
Учитывая то, что при проектировании предусмотрена возможность
увеличения усилия закручивания высокопрочных болтов на 10-20%,
то это действие позволяет увеличить сопротивление сдвигу, если
отношение усилия сдвига к усилию натяжения болта отличается от
оптимального в пределах 0,50-0,54. Если же это отношение меньше
0,5, то кроме увеличения усилия натяжения высокопрочного болта
необходимо проведение дополнительной обработки контактирующих
поверхностей, т.к. при значительном увеличении момента
закручивания можно сорвать резьбу, поэтому увеличивают
коэффициент трения. Если же величина отношения усилия сдвига к
усилию натяжения более 0,60, это означает, что усилие натяжения
превышает нормативную величину, и для надежности
металлоконструкции натяжение можно ослабить, чтобы не сорвать
резьбу.
Использование вышеуказанного устройства для определения
усилия сдвига обусловлено тем, что оно является переносным и
обладает рядом преимуществ перед известными устройствами. Оно
содержит неподвижную и сдвигаемую детали, узел сжатия и узел
сдвига, выполненный в виде рычага, имеющего отверстие под
нагрузочный болт, оснащенный силоизмерительным устройством,
причем неподвижная деталь выполнена из двух стоек, торцевые

358.

поверхности которых скреплены фигурной планкой, каждая из стоек
снабжена отверстиями под болтовое соединение для крепления к
металлоконструкции, а также отверстием для вала, на котором
закреплен рычаг, с возможностью соединения его с фигурной
планкой, а между выступом рычага и сдвигаемой деталью
металлоконструкции установлен самоустанавливающийся сухарик,
выполненный из закаленного материала. В качестве
силоизмерительного устройства используется динамометрический
ключ с предварительно оттарированной шкалой для фиксации
момента затяжки.
Ниже приводится реализация предлагаемого способа обеспечения
несущей способности металлоконструкции на примере мостового
пролета.
На чертеже приведена основная часть устройства и образецсвидетель.
Устройство состоит: из корпуса 1, рычага 2, насаженного на вал 3,
динамометричесого ключа 4, снабженного шкалой 5 и накидной
головкой 6, болтовое соединение, состоящее из болта 7 и гайки 8,
плавающий сухарик 9, выполненный из закаленной стали, образецсвидетель состоит из металлической накладки 10, пластины 11
обследуемой металлоконструкции, соединенные между собой
высокопрочным болтовым соединением 12, а также болтовое
соединение 13, предназначенное для крепление корпуса
измерительного устройства к неподвижной металлической пластине
11.
Способ реализуется в следующей последовательности. Собирается
образец-свидетель путем соединения тестовой накладки 10 с
пластиной металлоконструкции 11, если производится ремонт на
обследуемом объекте, причем контактирующая поверхность
пластины обрабатывается дробепескоструйным способом, чтобы
обеспечить нормативный коэффициент трения f>0,55 или, если же
осуществляется заводская поставка перед монтажом, то берут две
тестовых накладки, контактирующие поверхности которых уже
обработаны в заводских условиях. Соединение пластин 10, 11
осуществляют высокопрочным болтом и гайкой с применением шайб.
Усилие натяжения высокопрочного болта должна соответствовать
проектной величине. Расчетный момент закручивания определяют по
формуле 2. Затем на неподвижную пластину 11 устанавливают
устройство для определения усилия сдвига путем закрепления
корпуса 1, болтовым соединением 12 (болт, гайка, шайбы) таким

359.

образом, чтобы сухарик 9 соприкасался с накладкой 10 и рычагом 2,
размещенным на валу 3. Далее, динамометрический ключ 4,
снабженный оттарированной шкалой 5, посредством сменной головки
6 надевается на болт 7. Устройство готово к работе.
Вращением динамометрического ключа 4 осуществляют нагрузку
на болт 7. Усилие натяжения болта через рычаг 5 передается на
сухарик 9, который воздействует на сдвигаемую деталь 10 (тестовая
пластина). Момент закручивания болта 7 фиксируется на шкале 5
динамометрического ключа 4. В момент сдвига детали 10 фиксируют
полученную величину. Это усилие и является усилием сдвига (силой
трения покоя). Сравнивают полученную величину момента сдвига
(Мсд) с расчетной величиной - моментом закручивания болта (М р). В
зависимости от величины М сд/Мзпроизводят действия по
обеспечению надежности монтажа конкретной металлоконструкции,
а именно:
- при отношении М сд/Мз=0,54-0,60, т.е. соответствует или близко к
оптимальному значению, корректировку в технологию монтажа не
вносят;
- при отношении М сд/Мз=0,50-0,53, то при монтаже
металлоконструкции увеличивают усилие натяжения высокопрочного
болтов примерно на 10-15%;
- при отношении М сд/Мз<0,50 необходимо кроме увеличения усилия
натяжения высокопрочных болтов при монтаже металлоконструкции
дополнительно обработать контактирующие поверхности
поставленных заводом деталей металлоконструкции
дробепескоструйным методом.
При отношении М сд/Мз>0,60, целесообразно уменьшить усилие
натяжения болта, т.к. возможно преждевременная порча резьбы из-за
перегрузки.
Все эти действия позволят повысить надежность эксплуатации
смонтированной металлоконструкции.
Преимуществом предложенного способа обеспечения несущей
способности металлоконструкций заключается в его
универсальности, т.к. его можно использовать для любых болтовых
соединений на высокопрочных болтах независимо от сложности
конструкции, диаметров крепежных болтов и методов обработки
соприкасающихся поверхностей, причем т.к. измерение усилия
сдвига на обследуемой конструкции и образце производятся
устройством при сопоставимых условиях, оценка несущей
способности является наиболее достоверной.

360.

В настоящее время предлагаемый способ прошел испытания на
нескольких строительных площадках и выданы рекомендации к его
применению в отрасли.
Формула изобретения
1. Способ обеспечения несущей способности фрикционного
соединения металлоконструкций с высокопрочными болтами,
включающий приготовление образца-свидетеля, содержащего
элемент металлоконструкции и тестовую накладку, контактирующие
поверхности которых предварительно обработаны по проектной
технологии, соединяют высокопрочным болтом и гайкой при
проектном значении усилия натяжения болта, устанавливают на
элемент металлоконструкции устройство для определения усилия
сдвига и постепенно увеличивают нагрузку на накладку до момента
ее сдвига, фиксируют усилие сдвига и затем сравнивают его с
нормативной величиной показателя сравнения, далее, в зависимости
от величины отклонения, осуществляют коррекцию технологии
монтажа, отличающийся тем, что в качестве показателя сравнения
используют проектное значение усилия натяжения высокопрочного
болта, а определение усилия сдвига на образце-свидетеле
осуществляют устройством, содержащим неподвижную и сдвигаемую
детали, узел сжатия и узел сдвига, выполненный в виде рычага,
установленного на валу с возможностью соединения его с
неподвижной частью устройства и имеющего отверстие под
нагрузочный болт, а между выступом рычага и тестовой накладкой
помещают самоустанавливающийся сухарик, выполненный из
закаленного материала.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отношении усилия
сдвига к проектному усилию натяжения высокопрочного болта в
диапазоне 0,54-0,60 корректировку технологии монтажа не
производят, при отношении в диапазоне 0,50-0,53 при монтаже
увеличивают натяжение болта, а при отношении менее 0,50, кроме
увеличения усилия натяжения, дополнительно проводят обработку
контактирующих поверхностей металлоконструкции.
2472981
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)

361.

24
(13)
C1
(51) МПК
F16B 5/02 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
прекратил действие, но может быть восстановлен (последнее изменение статуса:
Статус:
07.03.2017)
Пошлина:
учтена за 5 год с 18.06.2015 по 17.06.2016
(21)(22) Заявка: 2011125214/12, 17.06.2011
(72) Автор(ы):
Андрейченко Игорь Леонардович (RU),
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
Полатиди Людмила Борисовна (RU),
17.06.2011
Бурцева Ирина Валерьевна (RU),
Приоритет(ы):
Бугреева Светлана Ильинична (RU),
(22) Дата подачи заявки: 17.06.2011
Красинский Леонид Григорьевич (RU),
Миллер Олег Григорьевич (RU),
(45) Опубликовано: 20.01.2013 Бюл. № 2
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 176199
A1, 15.09.1992. SU 1751463 A1, 30.07.1992. RU 2263828 C1,
Шумягин Николай Николаевич (RU)
(73) Патентообладатель(и):
10.11.2005. WO 2004/099632 A1, 18.11.2004. DE 202004012044
Открытое акционерное общество "Авиадвигате
U1, 19.05.2005.
Адрес для переписки:
614990, г.Пермь, ГСП, Комсомольский пр-кт, 93, ОАО
"Авиадвигатель", отдел защиты интеллектуальной
собственности
(54) БОЛТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области машиностроения и авиадвигателестроения и может быть
использовано для соединения вращающихся деталей ротора газотурбинного двигателя
авиационного и наземного применения. Болтовое соединение вращающихся деталей,
объединенных в пакет, с расположенными по окружности отверстиями, внутри которых на
высоту пакета деталей установлены втулки с размещенными в их центральных отверстиях
стяжными болтами. Каждое отверстие выполнено овальной формы и вытянуто в окружном
направлении, а втулка - с овальным сечением, вытянутым в окружном направлении. При этом
b/a=1,36-1,5; с>(2,5-3)×b, где а - размер сечения втулки в радиальном направлении; b - размер
сечения втулки в окружном направлении; с - длина окружности между центральными
отверстиями соседних втулок. Обеспечивается повышение циклического ресурса и надежности
болтового соединения вращающихся деталей при высоких параметрах работы путем разгрузки
зон концентрации напряжений в указанных деталях. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

362.

Изобретение относится к области машиностроения и
авиадвигателестроения, может быть использовано для соединения
вращающихся деталей ротора газотурбинного двигателя
авиационного и наземного применения.
Известно болтовое соединение, включающее цилиндрическую
разгрузочную втулку с круглым сечением, которую используют для
центровки и разгрузки болта, снижения напряжений среза в самом
болте и исключения сдвиговых деформаций в соединяемых деталях
(Атлас. Детали машин. В.Н.Быков, С.П.Фадеев, Издательство
«Высшая школа», 1969 г., с.83, рис.3.4). При вращении деталей в
районе отверстий под болты возникают напряжения. Наличие
концентратора напряжения, повышающего уровень действующих
напряжений в 3-4 раза, является основным недостатком такой
конструкции, снижающим циклическую долговечность и ресурс
деталей.
В авиадвигателестроении широко применяется соединение деталей
с помощью стяжных болтов. Отверстия под болты, являющиеся
концентраторами напряжений, могут быть расположены в полотне
дисков и на выносных фланцах деталей. Выносные фланцы
применяют для удаления концентратора в виде отверстия из полотна
диска.
Наличие концентратора напряжений - круглого отверстия под болт,
которое повышает уровень действующих напряжений в 3-4 раза и
снижает ресурс деталей, является основным недостатком такой
конструкции.
Практически эта проблема решается путем выполнения выкружек
типа «короны» во фланцах, что обеспечивает достаточную разгрузку
отверстий. Эффективность подобной доработки деталей
подтверждена испытаниями и широко используется, например, во
фланцах под балансировочные грузики лабиринтов диска 13-ой
ступени ротора компрессора высокого давления (КВД) двигателей
ПС-90А, ПС-90А2 (А.А.Иноземцев, М.А.Нихамкин, В.Л.Сандрацкий.
Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических
установок, том 4,стр.109).
Наиболее близким к заявляемой конструкции соединения является
узел соединения, включающий пакет деталей, цилиндрическую
втулку и болт с гайкой. В деталях выполнены круглые отверстия
(Патент РФ №2263828, F16B 5/02, 2005 г.).

363.

Недостатком известного узла является круглая форма отверстий
под втулку, вызывающая повышенные напряжения в болте и в
соединяемых деталях, снижающие циклический ресурс и надежность
болтового соединения при вращении деталей.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в
повышении циклического ресурса и надежности болтового
соединения вращающихся деталей при высоких параметрах работы
путем разгрузки зон концентрации напряжений в указанных деталях.
Сущность изобретения заключается в том, что в болтовом
соединении вращающихся деталей, объединенных в пакет, с
расположенными по окружности отверстиями, внутри которых на
высоту пакета деталей установлены втулки с размещенными в их
центральных отверстиях стяжными болтами, согласно п.1 формулы
изобретения, каждое отверстие выполнено овальной формы и
вытянуто в окружном направлении, а втулка - с овальным сечением,
вытянутым в окружном направлении, при этом
b/а=1,36-1,5; c>(2,5-3)×b,
где а - размер сечения втулки в радиальном направлении;
b - размер сечения втулки в окружном направлении;
с - длина окружности между центральными отверстиями соседних
втулок.
Кроме того по п.2 формулы для обеспечения изолированности
полостей ступеней компрессора и сохранения необходимой площади
контакта между деталями и болтом необходимо соблюдать
следующее соотношение:
(a-d)/2>1,4 мм,
где d - диаметр отверстия втулки под болт.
Конфигурация втулки и размеры отверстия под нее выбраны на
оснований анализа геометрии дисков и расчетов напряженнодеформированного состояния.
Было обнаружено, что выполнение отверстий овальной формы,
вытянутых в окружном направлении, и выполнение втулки с
соответствующим овальным при соотношениях:
b/a=1,36-1,5; c>(2,5-3)×b,
позволяет эффективно разгружать зоны концентрации напряжений
и повышать расчетные значения циклического ресурса деталей,
оцененного по условной кривой малоцикловой усталости для
дисковых сплавов (Технический отчет №12045, М., ЦИАМ, 1993.
Развитие методики управления ресурсами авиационного ГТД с целью
повышения прочностной надежности, увеличения ресурсов и

364.

сокращения затрат при ресурсных испытаниях (применительно к
двигателю ПС-90А и его модификациям)).
Втулки с овальным сечением выполняют в заявляемой конструкции
следующие функции:
- обеспечивают фиксацию деталей относительно друг друга;
- сохраняют необходимую площадь контакта между фланцами и
стандартным болтом круглой формы;
- обеспечивают изолированность полостей секций (ступеней)
компрессора.
Кроме того, применение втулок заявляемой конструкции упрощает
процесс сборки деталей компрессора, а при изготовлении втулок из
легкого и прочного материала - позволяет снижать массу фланцев
дисков и всего ротора в целом.
Анализ результатов расчетов показывает, что заявляемое болтовое
соединение имеет перспективу использования в современных
двигателях последнего поколения.
В случае если b/а<1,36, форма отверстия стремится к окружности,
возрастает уровень окружных напряжений в отверстиях соединяемых
деталей, следовательно, снижается циклическая долговечность.
В случае если b/а>1,5, отверстие больше вытянуто в окружном
направлении, при этом уменьшается площадь цилиндрического
сечения сопрягаемых деталей, что повышает риск потери несущей
способности, возрастает уровень радиальных напряжений и
снижается циклическая долговечность.
В случае если с≤2,5b, расстояние между центрами отверстий
уменьшается, пропорционально уменьшается и площадь
цилиндрического сечения соединяемых деталей, что повышает риск
потери несущей способности.
Соотношение с>3b приводит к тому, что расстояние между
центрами отверстий увеличено, линии действий окружных
напряжений при этом выравниваются, а эффект снижения
концентраций напряжений уменьшается.
Кроме того, по п.2 формулы изобретения, для сохранения
необходимой площади контакта между деталями и болтом, а также из
технологических соображений необходимо соблюдать следующее
соотношение: (a-d)/2>1,4 мм. В противном случае возникают
технологические сложности с изготовлением втулки, т.к. толщина
стенки втулки слишком мала. Кроме того, в тонкой стенке втулки
возникают недопустимо высокие напряжения.

365.

Таким образом, при высоких параметрах работы использование
данной конструкции болтового соединения дает возможность не
только выравнивать напряжения по толщине пакета деталей и в
болтах, но и значительно снижать уровень действующих напряжений
в соединяемых деталях, повышая их ресурс.
На фиг.1 представлено сечение пакета соединяемых деталей с
втулкой, имеющей овальное сечение, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
На фиг.3 показано болтовое соединение в сборке деталей ротора КВД
в аксонометрии.
Болтовое соединение включает пакет вращающихся деталей
газотурбинного двигателя (ГТД), например, фланца 1 диска первой
ступени (КВД), фланца 2 вала КВД и диска 3 второй ступени КВД. В
деталях 1, 2, 3 выполнены овальные отверстия 4, вытянутые в
окружном направлении под втулку 5 с таким же овальным сечением и
размерами а и b в радиальном и окружном направлениях,
соответственно. В отверстии 4 втулка 5 размещена на всю толщину
пакета деталей 1, 2, 3. Во втулке 5 имеется круглое центральное
отверстие 6 диаметром d под стандартный стяжной болт 7 круглого
сечения. Диаметр головки болта 7 и наружный диаметр гайки 8
перекрывают при сборке радиальный размер а втулки 5 при
соблюдении условия
(a-d)/2>1,4 мм.
Втулка 5 обеспечивает изолированность полостей ступеней
компрессора, сохраняет необходимую площадь контакта между
фланцами и стяжным болтом 7.
Отверстия 6 расположены равномерно по всей длине окружности
соединяемых деталей 1, 2, 3, при этом длина окружности С между
ними зависит от размера сечения b втулки 5 в окружном
направлении.
Болтовое соединение собирают следующим образом.
В овальное отверстие 4 пакета вращающихся деталей 1, 2, 3
вставляют втулку 5, в которой размещают стандартный болт 7 и
закрепляют гайкой 8. В процессе работы КВД концентрация
напряжений в зоне отверстий 4 в полотне и во фланцах 1, дисков
будут минимальной, что позволяет работать при высоких заданных
параметрах двигателя, повышая циклический ресурс и надежность
болтового соединения.
Формула изобретения
1. Болтовое соединение вращающихся деталей, объединенных в
пакет, с расположенными по окружности отверстиями, внутри

366.

которых на высоту пакета деталей установлены втулки с
размещенными в их центральных отверстиях стяжными болтами,
отличающееся тем, что каждое отверстие выполнено овальной формы
и вытянуто в окружном направлении, а втулка - с овальным сечением,
вытянутым в окружном направлении, при этом b/a=1,36-1,5; c>(2,53)·b,
где а - размер сечения втулки в радиальном направлении;
b - размер сечения втулки в окружном направлении;
с - длина окружности между центральными отверстиями соседних
втулок.
2. Болтовое соединение вращающихся деталей по п.1,
отличающееся тем, что (a-d)/2>1,4 мм, где d - диаметр отверстия
втулки под болт.
СТП 006-97 Устройство соединений на высокопрочных болтах в стальных
конструкциях мостов
Определение коэффициента трения между контактными поверхностями
соединяемых элементов
Л. 1 Несущая способность соединений на высокопрочных болтах
оценивается испытанием на сдвиг при сжатии дву хсрезны х одн
оболтовы х образцов.
Отбор образцов выполняется в соответствии с пунктом 8.12.
Л. 2 Образцы изготовляют из стали, применяемой в конструкции
возводимого сооружения (рис. Л.1).
Рис. Л. 1 . Образец для испытания на сдвиг при сжатии:
1 - основной элемент; 2 - накладка; 3 - высокопрочный болт с шайбами и
гайкой (в скобках размеры при исполь зовании болтов М27 )

367.

Пластины 1 и 2 вырезают газорезкой с припуском 2 - 3 мм по контуру, а
затем фрезеруют до проектных размеров в плане. Отверстия образуются
сверлением, заусенцы по кромкам и в отверстиях удаляю тся.
Пластины должны быть плоскими, не иметь грибовидности или
выпуклости.
Л .3 Контактные поверхности пластин 1 и 2 обрабатываются по
технологии, принятой в проекте сооружения.
Используются высокопрочные болты, подготовленные к установке и
натяжению в монтажных соединениях конструкции. Натяжени е болта
осуществляется динамометрическими ключами, применяемыми на
строительстве при сборке соединений на высокопрочных болтах.
Пластины перед натяжением болта устанавливаются так, чтобы был
гарантирован зазор «над болтом» в отверстии пластины 7 .
После натяжения болта опорные торцы пластин 1 и 2 должны быть
параллельны, а торцы пластин 2 находиться на одном уровне.
Сведения о сборке образцов заносятся в протокол.
Образцы испытывают на сжатие на прессе развивающем усилие не менее
50 тс. Точность испытательной машины должна быть не ниже ±2 % .
Образец нагружается до момента сдвига средней пластины 1 о т
носительно пластин 2 и при этом фиксируется нагрузка Т,
характеризующая исчерпание несущей способности образца. Испытания
рекомендуется проводить с записью диаграммы сжатия образца. Для
суждения о сдвиге необходимо нанести риски на пластинах 1 и 2 .
Результаты испытания заносятся в протокол, г де отмечается дата
испытания, маркировка образца, нагрузка, соответствующая сдвигу (прик
ладывается диаграмма сжатия), и фамилии лиц, проводивших испытания.
Протокол со сведениями по отбору и испытанию образцов предъявляется
при приемке соединений.
Л .4 Несущая способность образца Т, полученная при испытании и
расчетное усилие Q bh , принятое в проекте сооружения, которое может
быть воспринято каждой п о верхностью трения соединяемых элеме нтов,
стянутых одним высокопрочным болтом (одним болт оконт акт ом),
оценивается соотношением Qbh ≤ Т/ 2 в каждом из трех образцов.
В случае невыполнения указанного соотношения решение принимается
комиссионно с участием заказчика, проектной и научно-исследоват е
льской организаций.

368.

369.

370.

371.

372.

373.

374.

375.

376.

Способ усиления основания пролетного
строения мостового сооружения с
использованием подвижных треугольных
балочных ферм для сейсмоопасных районо
имени В В Путина МПК E 01 D 21/06
Регистрационный 2024106154 Дата поступления
05.03.2024 Входящий № 013574